Что такое коробка автомат и как ей пользоваться: устройство и принцип работы акпп в автомобиле и видео

Что такое АКПП и ее виды

Автоматическая коробка переключения передач — один из видов трансмиссии, при которой без вмешательства водителя выставляется необходимое передаточное число, подобранное под режим движения и другие факторы.

С технической точки зрения автоматической КПП считается только планетарная часть узла, напрямую связанная с переключением передач, и совместно с гидравлическим трансформатором образовывает единый автоматический агрегат.

К автоматическим коробкам передач принято относить классическую с гидротрансформатором, роботизированную КПП и вариатор.

Классическая автоматическая коробка передач

Гидротрансформаторная КПП является популярной и классической моделью трансмиссии, устанавливаемой на большинстве сходящих с конвейера в настоящее время автомобилях.

Коробка автомат состоит из планетарного редуктора передач, управляющей системы и гидравлического трансформатора, который и дал ей название — гидротрансформаторная КПП. Устанавливается как на легковых автомобилях, так и на грузовых транспортных средствах.

Роботизированная КПП

Коробка робот является своеобразной альтернативой механической КПП, только переключение скоростей происходит автоматизировано посредством электрических механизмов, приводящихся в действие электронным блоком.

Единственным сходством роботизированной КПП с классической автоматической коробкой является наличие сцепления в самом корпусе коробки.

Вариатор

Вариатор — устройство плавной бесступенчатой передачи крутящего момента на колеса.

Обеспечивает уменьшение расхода топлива и улучшает динамические показатели, щадящее состояние работы двигателя автотранспорта по сравнению с АКПП или МКПП.

Вариаторы бывают ременные, цепные и тороидальные. Из вариаторов наиболее распространен с клиновидным ремнем.

Принцип работы АКПП

На автотранспорт устанавливается несколько видов автоматических КПП со своими характерными особенностями.

Упрощенно механизм работы классической АКПП состоит в передачи крутящего момента от коленвала двигателя на устройства трансмиссии, при этом происходит варьирование передаточного числа в соответствии с положением рычага селектора и условиями передвижения автотранспорта.

При пуске двигателя в гидравлический трансформатор попадает рабочая жидкость, давление увеличивается. Лопасти центробежного насоса начинают двигаться, реакторное колесо и главная турбина неподвижны в таком режиме.

При переключении рычага селектора и подачи топлива с помощью педали акселератора, лопасти насоса увеличивают обороты. Возрастающая скорость движения вихревых потоков начинает вращать лопасти турбины. Вихри масла то перекидываются к неподвижному реактору, то возвращаются назад к турбине, увеличивая ее эффективность. Крутящий момент переходит на колеса, и машина начинает движение.

По достижении требуемой скорости насосное колесо и лопастная центральная турбина движутся с одинаковой скоростью, при этом вихри трансмиссионной жидкости попадают на реакторное колесо с противоположной стороны (движение возможно только в одну сторону) и оно начинает вращение. Агрегат переходит в состояние гидравлической муфты.

Если противодействие на колеса возрастает (движение на подъем), реакторное колесо останавливает вращение и добавляет крутящий момент центробежному насосу. При достижении требуемой скорости и крутящего момента происходит смена передачи в планетарном узле.

Электронный блок управления передает команду, вследствие чего тормозящая лента и фрикционные диски замедляют пониженную передачу, а увеличившееся движение потоков жидкости через клапан разгоняют повышенную передачу и обеспечивается изменение передач без уменьшения мощности.

При полной остановке машины или уменьшении скорости, давление рабочей жидкости снижается и происходит понижение передачи.

На заглушенном двигателе в гидротрансформаторе отсутствует давление, поэтому запуск автомобиля с помощью толчка неосуществим.

Статья в тему: Методы синхронизации ключей

Как управлять машиной с АКПП

Коробка передач прослужит долго, если водитель будет правильно подбирать режимы, ориентируясь на условия езды. Правильный старт предполагает собой начало движения после толчка, сигнализирующего о том, что передача включилась. При буксовании лучше всего запустить пониженную передачу. Педалью тормоза при этом стоит корректировать вращение колес. Для того чтобы улучшить навыки вождения на автомобиле с автоматической коробкой передач, рекомендуем вопользоваться услугами автоинструктора АКПП.

При использовании разных режимов водитель сможет тормозить двигателем и ограничивать разгон. Буксировать другой транспорт не стоит, поскольку это негативно отразится на работе двигателя. Но если другого варианта нет, то буксируемая машина должна быть легче буксирующего.

Существует несколько рекомендаций, показывающих, чего не нужно делать во время управления машиной с АКПП.

Самой часто встречающейся ошибкой водителей является включение режима «D» в момент отсутствия полной остановки при движении назад.

Большим заблуждением для новичков также является использование нейтрального режима. Он создан для экстренных случаев, когда требуется разблокировка колес для перестановки авто.

Режим «нейтралки» также запрещено включать, находясь в пробках. Кратковременные перемещения провоцируют гидравлический удар. В пробках необходимо включать режим «драйв» в сочетании с тормозом.

Еще одной ошибкой считается переход на ходу из режима «драйв» на «нейтральный». Особенно это проворачивают в момент движения на большой скорости. Проделывать подобные вещи опасно. Это приводит к отключению гидроусилителя и усилителя тормозов.

Нередко неопытные водители пытаются завести автомобиль «с толкача». Это возможно сделать, но не нужно. Двигатель хоть и заводится, но очень «страдает». Если проделывать такой «трюк» часто, то автомат придет в негодность, не выработав даже половины ресурса.

Что касается эксплуатации в зимних условиях, то тут следует быть внимательнее. Чтобы машина функционировала хорошо, ей необходим прогрев коробки в течение нескольких минут после запуска. Как только водитель начал езду, ему стоит первые 10 км избегать разгона и резких движений.

Если автомобиль «увяз» в снегу, то нужно сначала включить пониженную передачу, а затем, переключая газ и тормоз, медленно выехать. Ни в коем случае нельзя раскачивать авто, поскольку от этого пострадает гидротрансформатор. Пониженная передача также должна использоваться на мокрой дороге, а в сочетании с педалью тормоза — на скользком спуске.

Преимущества и недостатки

Достоинств у АКПП много. Управление механикой требует длительного обучения и постоянного внимания при вождении. Владельцев автомобилей с автоматикой эта проблема не касается. Большую часть времени в момент вождения коробка находится в одном положении — D, что означает движение или драйв. Но это не все бонусы. Преимущества заключаются и в следующем:

Комфорт и концентрация внимания на дорожную обстановку, а не на приборы.
Сохранение ресурса двигателя. Автомат не позволяет механике работать в критических режимах, что предотвращает износ основных деталей и расходных материалов.
Безопасное вождение в сложных климатических условиях. Совместно с другими системами автомат не позволяет водителю допускать критические ошибки в управлении.

Однако не только плюсы отмечаются специалистами и простыми автовладельцами. Имеются и недостатки:

Выше чем у МКПП потребление топлива. КПД автомата может быть до 12% ниже, чем у механики. Впрочем, это не относится к последнему поколению АКПП. Совершенствование технологий производства сегодня сводит эту разницу к минимуму.
Динамика. Автоматический режим не позволяет работать системам автомобиля в экстремальных условиях, что лишает водителя полностью почувствовать всю мощь и возможности машины. Но для большинства городских жителей это не актуально. В повседневной жизни, где продвижение осложнено пробками переходами и светофорами автомат скорее благо, нежели недостаток.
Стоимость автомобиля. Модели с автоматом стоят заметно дороже своих аналогов с МКПП.
Невозможность буксировки. При поломке АКПП приходится вызывать эвакуатор. Возможность перемещения выключенной машины ограничено небольшим расстоянием на минимальной скорости, и то при опыте и знаниях как это сделать безопасно для механики автомобиля.
Ремонт. Сложность конструкции и высокая цена запчастей и обслуживания, включающая в себя и большее количество расходных материалов заставляет раскошеливаться владельцев авто с АКПП.

Устройство автоматической трансмиссии

В классическом автомате имеется 4 основных компонента:

Гидравлический трансформатор. В разрезе выглядит как бублик, за что и получил соответствующее название. Гидротрансформатор защищает коробку в случае быстрого набора скорости и торможения двигателем. Внутри находится трансмиссионное масло, потоки которого обеспечивают системе смазку и создают давление. За счет него между мотором и трансмиссией образуется сцепление, вращательный момент передается на ходовую часть.
Планетарный редуктор. Содержит шестеренки и другие рабочие элементы, приводящиеся в движение вокруг одного центра (планетарное вращение) с помощью зубчатой передачи. Шестерням даны следующие названия: центральная — солнечная, промежуточные — сателлиты, внешняя — коронная. В редукторе имеется планетарное водило, которое предназначено для фиксирования сателлитов. Чтобы передачи переключались, одни шестерни блокируются, а другие приводятся в движение.
Тормозная лента с набором фрикционов. Эти механизмы отвечают за включение передач, в нужный момент блокируют и останавливают элементы планетарной передачи. Многие не понимают, для чего нужна тормозная лента в АКПП. Она и сцепление последовательно включаются и выключаются, что приводит к перераспределению крутящего момента от двигателя и обеспечению плавного переключения передач. Если ленту неправильно отрегулировать, то при движении будут ощущаться рывки.
Система управления. Состоит из шестереночного насоса, маслосборника, гидравлического блока и ЭБУ (электронного блока управления). Гидроблок обладает контролирующими и управленческими функциями. В ЭБУ поступают данные от различных датчиков о скорости движения, выборе оптимального режима и т.д., благодаря этому АКПП управляется без участия водителя.

Конструкция коробки передач.

Предназначение ГДТ

Гидротрансформатор (относительно обычной гидромуфты) преобразует крутящий момент двигателя. Иными словами, происходит непродолжительное повышение показателей тяги, которую принимает коробка — «автомат» при ускорении транспортного средства.

Органический недостаток ГДТ, следующий от его принципа действия – проворот турбинного колеса при взаимодействии с насосным. Это отражается в потерях энергии (КПД ГДТ в момент равномерного движения авто – не более 85 процентов), и приводит к возрастанию тепловых выделений (некоторые режимы гидротрансформатора провоцируют больший выброс тепла, нежели сам силовой агрегат), повышенному расходу топлива. Сейчас автопроивзодители на своих машинах интегрируют в трансмиссию фрикционную муфту, которая блокирует ГДТ в момент равномерного движения на высокой скорости и высших ступенях – это уменьшает потери на трение гидротрансформаторного масла и снижает расход горючего.

Для чего нужна фрикционная муфта

В задачу пакета фрикционов входит переключение между передачами посредством сообщения/разобщения частей автоматической трансмиссии (входной/выходной валы; элементы планетарных редукторов и из замедление по отношению к корпусу АКП) .

Конструкция муфты:

барабан. Оснащен необходимыми шлицами внутри;
хаб. Имеет выдающиеся наружные зубья прямоугольной формы;
комплект фрикционных дисков (кольцеобразные). Располагается между хабом и барабаном. Одна часть пакета состоит из металлических внешних выступов, которые входят в барабанные шлицы. Другая – пластмассовая с внутренними вырезами под зубья хаба.

Фрикционная муфта сообщается посредством сжатия кольцеобразным поршнем (интегрирован в барабан) дискового комплекта. Подводка масла к цилиндру осуществляется при помощи барабанных, валовых и корпусных (АКПП) канавок.

Обгонная муфта имеет свободное проскальзывание в определенном направлении, а в противоположном – заклинивается и передает крутящий момент.

Обгонная муфта включается в себя:

внешнее кольцо;
сепаратор с роликами;
внутренне кольцо.

Задача узла:

Защита фрикционных муфт при смене передач (момент передается при возрастании рабочих оборотов мотора после переключения, которое провоцирует вращение одного из элементов планетарного редуктора в противоположное направление, с последующим его заклиниванием в обгонной муфте) путем гашения образующихся ударов, толчков.
Дезактивация торможения при помощи силового агрегата при выборе некоторы режимов работы коробки.

Что такое АКПП?

Коробка-автомат относится к механизмам, которые входят в состав трансмиссии и работают автоматически. Она облегчает управление автомобилем, тем самым снижает нагрузку на водителя во время движения. В отличие от ручной коробки передач она самостоятельно переключает скорости и не нуждается в постоянном использовании переключающего рычага.

АКПП появилась в результате трех независимых друг от друга разработок. Изготовление планетарных механических КП, полуавтоматических КП и внедрение гидравлики в трансмиссию привело к рождению прототипа современной коробки-автомат. Первая АКПП была гидромеханической, затем появился ее роботизированный аналог и бесступенчатый вариатор.

Что такое АКПП и история ее создания

Под АКПП понимается трансмиссия, которая без участия автомобилиста выбирает оптимальный показатель передаточного числа согласно условиям передвижения. В результате обеспечивается плавность хода ТС и комфорт для самого водителя.

Управление коробкой передач.

История изобретения

Основой автомата считают планетарную коробку передач и гидротрансформатор, который создал немец Герман Фиттенгер в 1902 году. Изобретение изначально предполагалось использовать в области судостроения. В 1904 г. братьями Стартевентами из Бостона был представлен другой вариант АКПП, состоящей из 2-х коробок передач.

В 1930-е годы конструкторы General Motors выпустили полуавтоматическую трансмиссию. В машинах еще предусматривалось сцепление, зато гидравлика управляла планетарным механизмом. Примерно в эти же годы инженеры Крайслера добавили в коробку гидромуфту. Двухступенчатая коробка заменилась овердрайвом — повышающей передачей, где передаточное число меньше 1.

Первая АКПП появилась в 1940 г. в General Motors. В ней сочетались гидромуфта и четырехступенчатая планетарная коробка, а автоматическое управление достигалось за счет гидравлики.

Плюсы и минусы АКПП

У каждого типа трансмиссии имеются поклонники. Но гидроавтомат не теряет своей популярности, поскольку обладает несомненными преимуществами:

передачи активируются автоматически, что способствует полному сосредоточению на дороге;
процесс начала движения максимально облегчен;
ходовая часть с двигателем эксплуатируются в более щадящем режиме;
проходимость машин с АКПП постоянно улучшается.

Несмотря на наличие плюсов, автолюбители выявляют в работе автомата следующие недостатки:

отсутствует возможность быстро разогнать машину;
приемистость двигателя имеет более низкие показатели, чем у МКПП;
транспорт нельзя завести с толкача;
автомобиль сложно буксировать;
неправильное использование коробки ведет к появлению поломок;
АКПП недешево обслуживать и ремонтировать.

Чем удобна автоматическая коробка передач?

Автоматическая трансмиссия имеет несколько преимуществ:

Автоматическое переключение скоростей упрощает процесс управления автомобилем, поскольку сокращается число педалей. Водителю не надо контролировать обороты двигателя и включенную передачу.
Проходимость транспортного средства, оборудованного автоматической трансмиссией, выше. Повышение проходимости достигается исключением разрыва потока мощности и крутящего момента при переключении скоростей.
Снижение динамических нагрузок, передаваемых на силовой агрегат и узлы трансмиссии.
Защита от запуска при включенной передаче. Встроенная в коробку система контроля блокирует стартер при установке селектора в положения, отличные от парковки и нейтрали. Современные автомобили позволяют выполнить пуск только в положении парковки.

К недостаткам автоматических коробок обычно относят:

Потери мощности в гидротрансформаторе, которые приводят к росту топлива. На современных многоскоростных коробках этот недостаток устранен путем обеспечения оптимальной частоты вращения двигателя и введения блокировки гидротрансформатора с компьютерным управлением.
Несколько сниженная динамика автомобиля с автоматической трансмиссией. Проблема решена на коробках с двумя сцеплениями, которые обеспечивают быстрое переключение скоростей.
Невозможность буксировки автомобиля или запуска мотора буксированием.
Быстрый износ рабочих элементов в бесступенчатых вариаторах. Невозможность с силовыми установками, развивающими крутящий момент более 300 Н/м.
Застрявший автомобиль нельзя освободить раскачкой (быстрым переключением первой и задней передачи), поскольку от подобных манипуляций автоматическая коробка выходит из строя.

Какие АКПП устанавливались на Nissan Maxima

Производство машин Nissan Maxima (на европейском рынке более известные как Nissan Maxima QX) началось в далеком 1981 году. Первые автомобили выпускались под маркой Datsun, а с 1984 года они стали относится к марке Ниссан. С того же года «японец» уже мог похвастаться наличием 4-хступенчатой АКПП.

Nissan Maxima QX A32

Nissan Maxima QX A33

На протяжении всего долгого пути от простого седана эконом-класса 80-х до полноразмерного авто 2000-х Ниссан Максима сменил несколько типов автоматической трансмиссии, придя в 2008 году к единственному исполнению – роботизированной КПП. Какие коробки «автомат» устанавливались на поколения японского авто можно проследить по таблице, представленной ниже:

Поколение (код кузова)	Годы выпуска	Наименование АКПП
Первое (G910)	1981 — 1984	4-ступ. Jatco L4N71B
Второе (PU11)	1984 — 1988	4-ступ. RL4F02A
Третье (J30)	1988 — 1994	4-ступ. 88-94 RE4F02A, SE 91-94 RE4F04V
Четвертое (А32)	1994 — 1999	4-ступ. RE4F04A/B
Пятое (А33)	1999 — 2002	4-ступ. JF403E
Шестое (А34)	2003 — 2008	4-ступ. RE4F03A, 5-ступ. JF506E

Читать Диагностика и ремонт АКПП Mazda 6

Сравнение с МКПП

Существуют принципиальные конструктивные различия от автоматической коробки. Выражаются они в следующем:

Переключение скоростей на механике осуществляется ручным путем. Происходит это за счет принудительного перемещения шестерен в новое зацепление. Для уравнивания скоростей в момент переключения установлены синхронизаторы. В автомате все присутствующие шестерни вращаются как бы вокруг «солнца». Здесь присутствуют фрикционы, которые обеспечивают кручение выходного вала.
В АКПП имеется блок управления, откуда подаются команды на регулировку скорости. В МКПП такой системы нет.
В механике коробка соединяется с двигателем сцеплением. В автоматике эту роль выполняет гидротрансформатор. Передача вращения от двигателя осуществляется через трансмиссионную жидкость.

Преимущества АКПП не вызывает сомнений, особенно в городе. Замучаешься на ручке тыкать передачи и жать сцепление.

https://youtube.com/watch?v=QrNJd0n8YP4

Принцип работы АКПП

На автотранспорт устанавливается несколько видов автоматических КПП со своими характерными особенностями.

Об истории создания и совершенствования АКПП

Идея автоматизировать переключение передач, избавив водителя от необходимости часто выжимать педаль сцепления и «работать» рычагом переключения скоростей, не нова. Она начала внедряться и оттачиваться ещё на заре автомобильной эпохи: в начале ХХ века. Причём нельзя назвать какого-либо определённого человека или фирму единственным создателем автоматической коробки передач: к появлению классической, получившей сейчас всеобщее распространение гидромеханической АКПП привели три изначально независимые линии разработок, которые в итоге объединились в единой конструкции.

Один из основных механизмов коробки-автомата – это планетарный ряд. Первая серийная автомашина, оснащённая планетарной коробкой передач, была выпущена ещё в 1908 году, и это был «Форд Т». Хотя в целом та коробка переключения передач ещё не была полностью автоматической (от водителя «Форда Т» требовалось нажимать две ножных педали, первая из которых переводила с низшей на высшую передачу, а вторая включала задний ход), она уже позволяла значительно упростить управление, по сравнению с обычными КПП тех лет, без синхронизаторов.

Второй важный момент в становлении технологии будущих АКПП – это перевод управления сцеплением с водителя на сервопривод, воплощённый в 30-х годах ХХ века фирмой «Дженерал Моторс». Эти коробки переключения передач назывались полуавтоматическими. Первой полностью автоматической КПП стала внедрённая в производство в 30-х годах ХХ века планетарная электромеханическая коробка «Коталь». Она устанавливалась на французские автомобили забытых ныне марок «Деляж» и «Делайе» (существовали до 1953 и 1954 г. соответственно).

Автомобиль «Деляж D8» – премиум-класс довоенной эпохи.

Другие автопромышленники в Европе также разрабатывали похожие системы фрикционов и тормозных лент. Вскоре подобные АКПП были реализованы в автомобилях ещё нескольких немецких и британских марок, известной и ныне здравствующей из которых является «Майбах».

Специалисты другой известной фирмы – американской «Крайслер» продвинулись далее других автопроизводителей, внедрив гидравлические элементы в конструкцию КПП, которые заменили сервоприводы и электромеханические элементы управления. Инженеры «Крайслера» разработали первые в истории гидротрансформатор и гидромуфту, которые имеются теперь в конструкции каждой автоматической коробки передач. А первая в истории гидромеханическая коробка-автомат, похожая по конструкции на современную, на серийных автомобилях была внедрена корпорацией «Дженерал Моторс».

Автоматические коробки передач тех лет были очень дорогими и технически сложными механизмами. К тому же, не всегда отличавшимися надёжной и долговечной работой. Они могли выигрышно выглядеть только в эпоху несинхронизированных механических коробок передач, управление автомобилем с которыми было достаточно тяжёлым трудом, требующим от водителя хорошо отработанного навыка. Когда широко распространились механические КПП с синхронизаторами, то по удобству и комфорту АКПП того уровня были ненамного лучше них. В то время как МКПП с синхронизаторами обладали гораздо меньшей сложностью и дороговизной.

В конце 1980/1990-х годах у всех крупных автопроизводителей происходила компьютеризация систем управления двигателем. Аналогичные им системы стали применять и для управления переключением скоростей. Если прежние решения использовали только гидравлику и механические клапаны, то теперь потоками жидкости стали управлять соленоиды, контролируемые компьютером. Это сделало переключения плавнее и комфортнее, улучшило экономичность и повысило эффективность работы трансмиссии.

Кроме того, на некоторых автомобилях были внедрены «спортивные» и другие дополнительные режимы работы, возможность вручную управлять коробкой передач («Tiptronic» и т.п. системы). Появились первые пяти- и более ступенчатые АКПП. Совершенствование расходных материалов позволило на многих коробках-автоматах отменить процедуру замены масла в процессе эксплуатации автомобиля, поскольку ресурс залитого в её картер на заводе масла стал сравнимым с ресурсом самой коробки передач.

Разновидности АКПП

Структуры различных трансмиссий схожи, однако есть определенные различия сборки. Их можно разделить на некоторые типы, отличающиеся способом управления и проверкой эксплуатации. Одни управляются гидравлическим прибором, а другие – электронным распределителем.

Традиционный вариант – гидроавтомат

Самая простая коробка, которая ликвидирует непосредственное сообщение между колесами и движком. Крутящий момент посылается рабочей жидкостью путем функционирования 2-х турбин. В последующем механизм был усовершенствован с помощью электронного устройства, что дало возможность добавить режимы «спорт», «экономичная езда» и «зима», а так же «ручной режим», позволяющий выполнять самостоятельное переключение передач водителем (Tiptronic).

Вариаторная коробка

В ней нет определенного передаточного числа. Нормально функционирующий вариатор мягко меняет крутящий момент, за счет чего звук работы двигателя не меняется и остается ровным. Такой процесс исключает возможность отслеживать на слух момент переключения с одной передачи на другую.

Роботизированная трансмиссия

Иначе называемая «робот DSG», наиболее похожа на механическую коробку, но управление схоже с автоматической. Несмотря на это, весит она намного меньше стандартной автоматической коробки, стоит дешевле, а главное – изрядно экономнее механики по расходу топлива.

Как и остальные, такие виды коробки имеют свои минусы. Одним из них является повышенная чувствительность к быстрой агрессивной езде. В отличие от других автоматов, при сильном нажатии на педаль газа передачи переключаются как-то неправильно и появляются резкие толчки. Подобная эксплуатация приводит к повреждениям деталей, а в результате полный выход из строя всего механизма.