Как работает АКПП | Устройство автоматической коробки передач | Эксплуатация и примеры

Отчасти это так, но зная конструктивные особенности АКПП и принцип ее работы, Вы изначально продливаете жизнь своей коробке передач. В этой статье мы хотели бы рассказать Вам об основных механизмах и принципах работы автоматической коробки передач .

Содержание:

Что такое АКПП?

Автоматическая коробка переключения передач — это важный конструктивный элемент трансмиссии транспортного средства, служащая для изменения крутящего момента, направления, а также скорости движения т.с. и для длительного разъединения двигателя от трансмиссии. Различают бесступенчатые (Вариатор), ступенчатые (Гидроавтомат) и комбинированные коробки передач (Роботизированные коробки типа «DSG») .

Не секрет, что трансмиссия оказывает основное влияние на динамику автомобиля. Производители постоянно испытывают и внедряют новейшие технологии в наши автомобили. Тем не менее большинство автомобилистов предпочитают эксплуатировать автомобили с механической коробкой передач, так как считают, что головной боли последняя приносит гораздо меньше. Отчасти это так, но зная конструктивные особенности АКПП и принцип ее работы, Вы изначально продливаете жизнь своей коробке передач. В этой статье мы хотели бы рассказать Вам об основных механизмах и принципах работы автоматической коробки передач.

Что лучше МКПП или АКПП

Как правило, наш отечественный автолюбитель к автоматическим коробкам передач относится с определенными предубеждениями. Видимо причиной тому наше хроническое нежелание перекладывать на чужие плечи свою проблему и попытка самостоятельного ее устранения. К примеру, американцы, а ведь именно они придумали АКПП, этим не страдают. В Америке весьма не популярны механические коробки переключения передач и только 5% американских автолюбителей из ста пользуются механикой. Популярность АКПП и в Европе растет из года в год огромными темпами. Конечно же поклонники автомата есть и среди наших соотечественников, вот только правильно эксплуатировать их получается далеко не у всех. По утверждению автомехаников, именно несвоевременное тех. обслуживание и неправильная эксплуатация, зачастую служит первопричиной всех неисправностей автоматической коробки передач.

Как работает АКПП?

Для того, чтобы понять принцип работы автоматической коробки передач — мы условно распределим ее на три части: гидравлическая, электронная и механическая. Как можно догадаться, механическая часть отвечает непосредственно за переключение передач. Гидравлическая передает крутящий момент и создает воздействие на механическую. Электронная — это мозг, который отвечает за переключение режимов (селектор) и обратную связь с системами автомобиля.

Как известно сердцем машины является двигатель, в случае с коробкой передач это так же уместно. Трансмиссия должна преобразовывать мощность и крутящий момент двигателя таким образом, чтобы обеспечить для движения транспортного средства необходимые условия. Большую часть этой тяжелой работы выполняет гидротрансформатор (он же «бублик») и планетарные передачи.

Гидротрансформатор в зависимости от частоты вращения колес и нагрузки изменяет крутящий момент автоматически и выполняет функции сцепления (как в механической коробке). В свою очередь гидротрансформатор состоит из пары лопастных машин — центростремительной турбины и центробежного насоса, а также между ними расположен направляющий аппарат-реактор.

Турбина с насосом максимально сближены, а их колеса имеют форму, которая обеспечивает непрерывный круг циркуляции рабочих жидкостей. Именно благодаря этому у гидротрансформатора минимальны габаритные размеры и минимальны потери энергии при перетекании жидкостей от насоса к турбине. Коленвал двигателя связан с насосным колесом, а вал коробки передач с турбиной. В виду этого в гидротрансформаторе нет жесткой связи между ведомыми и ведущими элементами, потоки рабочих жидкостей осуществляют передачу энергии от двигателя к трансмиссии, которая с лопаток насоса отбрасывается на лопасти турбины.

Как работает АКПП видео:

Гидромуфта и гидротрансформатор

Собственно говоря, гидромуфта работает по такой же схеме, не трансформируя его величину она передает крутящий момент. Реактор введен в конструкцию гидротрансформатора для того чтобы изменять момент. В принципе это такое же колесо с лопатками только жестко посаженное на корпус и до определенного времени не вращающееся. На пути по которому возвращается масло из турбины в насос расположен реактор. Особый профиль имеют лопатки реактора, сужаются постепенно межлопаточные каналы. Благодаря этому скорость рабочих жидкостей текущих по каналам направляющего аппарата, понемногу увеличивается, а выбрасываемая в сторону вращения насосного колеса из реактора жидкость подгоняет и подталкивает его.

Из чего состоит АКПП?

1. Гидротрансформатор — сходен со сцеплением в мех.коробке, но управления непосредственно водителем не требует.
2. Планетарный ряд — сходен с блоком шестерен в мех.коробке и изменяет придаточное отношение в автомате при переключении передач.
3. Тормозная лента, задний фрикцион, передний фрикцион — они служат для непосредственного переключения передач.
4. Устройство управления — это целый узел состоящий из шестеренчатого насоса, клапанной коробки и маслосборника. Клапанная плита (гидроблок) — это система каналов с клапанами (соленоидами) и плунжерами, выполняющими функции контроля и управления, также преобразует нагрузку двигателя, степень нажатия на акселератор и скорость движения в гидравлические сигналы. На основании таких сигналов, за счет последовательного включения и выхода из рабочего состояния фрикционных блоков, автоматически меняются передаточные числа.

Гидротрансформатор Планетарный ряд

Тормозная лента Пакеты фрикционов

Гидротрансформатор (torque converter ) — предназначен для того чтобы передавать крутящий момент от двигателя к компонентам АКПП. Установлен он в кожухе расположенном между коробкой и двигателем выполняя функции сцепления. Наполненный рабочей жидкостью в процессе работы он несет высокие нагрузки вращаясь с довольно большой скоростью. Он, поглощая и сглаживая вибрации двигателя и передавая крутящий момент, приводит в действие насос для масла, который находится в коробке передач.

Масляный насос в свою очередь трансмиссионной жидкостью наполняет гидротрансформатор создавая тем самым нужное давление в системе контроля и управления. Поэтому мнение о том, что машину с автоматом можно принудительно завести без стартера разогнав ее до большой скорости, является ошибочным. Энергию шестеренчатый насос получает только от двигателя, при неработающем двигателе давление в системе контроля и управления отсутствует вне зависимости от того в каком положении находится ручка рычага переключения скоростей. Поэтому вращение карданного вала принудительно не заставит коробку заработать, а двигатель — завестись.

Планетарный ряд — в отличие от «механики», где сцепляющиеся между собой шестеренки и параллельные валы, в «автоматах» в основном используются передачи планетарные.

Составные части фрикциона — давлением масла в движение приводится поршень (piston). Поршень двигаясь под давлением масла, посредством конического диска ( dished plate) прижимает очень плотно ведомые к ведущим дискам пакета, от чего они вращаются единым целым и осуществляют передачу крутящего момента от барабана к втулке. Несколько планетарных механизмов, обеспечивающие необходимые передаточные отношения, расположены в корпусе коробки передач.

Передачу же крутящего момента от двигателя через механизмы планетарные непосредственно к колесам осуществляется при помощи фрикционных дисков, дифференциала и прочих сервисных устройств. Посредством трансмиссионной жидкости через систему контроля и управления происходит управление всеми перечисленными устройствами.

Тормозная лента — устройство посредством которого осуществляется блокировка элементов планетарного ряда.

Гидроблок — сложнейший механизм в автоматической коробке. Как мы уже писали выше, это мозги трансмиссии. Наиболее дорогстоящая по ремонту деталь.

Устройство АКПП Видео

Виды АКПП | Сравнение с механикой | Достоинства и недостатки

Постоянное повышение качества эксплуатации современного транспортного средства неизбежно привело к заметному конструкционному усложнению. Благоприятным образом на двигателе, скоростных качествах и ходовой части отразилось оборудование автомобиля коробкой-автоматом, что к тому же позволило частично облегчить нагрузку водителя в движении. Благодаря простоте в эксплуатации и надежности, использование данного изобретения обрело широкое применение.

В наше с вами время АКПП широко применяются как в легковых и полноприводных авто, так и на грузовиках. Водителю на автомобиле с механической коробкой переключения передач для того чтобы двигаться с нужной скоростью нужно довольно часто «дергать» рычаг переключения передач также он должен самостоятельно следить за скоростью и нагрузкой.Использование коробки-автомата отменяет эти необходимости.

На лицо явные преимущества автомата перед механикой, такие как:

1. Комфортность управления автомобилем повышается ;
2. Плавно производятся автоматические переключения скоростей ;
3. Ходовая часть и двигатель защищает от перегрузок;
4. Возможно как автоматическое, так и ручное переключение передач.

Применяемые на сегодня АКПП условно делятся на два типа. Различаются эти типы в основном системами контроля и управления за использованием трансмиссии.

1. У первого типа АКПП управление и контроль выполняется определенным гидравлическим устройством.
2. Эту же функцию в АКПП второго типа выполняет электронное устройство. Роботизированные коробки.

Приведем вполне конкретные примеры:

Предположим, машина, двигается по равнинному отрезку дороги, участок с крутым подъемом. Какое-то время мы не трогаем педаль акселератора и наблюдаем за реакцией гидротрансформатора при изменении условий движения. При увеличении нагрузки на ведущие колеса автомобиль теряет скорость. Как следствие частота вращения турбины падает. Это влияет на противодействие движению рабочих жидкостей внутри гидротрансформатора. От чего возрастает скорость циркуляции, это автоматически увеличивает крутящий момент на валу турбинного колеса до возникновения равновесия между ним и моментом сопротивления движению.

Точно так автомат работает при трогании с места. Только теперь самое время задействовать акселератор — после этого обороты коленвала увеличиваются и насосного колеса тоже, а машина и турбина были неподвижны, однако проскальзывание внутри гидротрансформатора не препятствовало холостой работе двигателя. В таком случае в максимальное количество раз трансформируется крутящий момент. Но по достижению необходимой скорости преобразование крутящего момента становится не нужным. При помощи автоматически действующей блокировки гидротрансформатор превращается в звено, которое жестко связывает ведомый и ведущий валы. При такой блокировке внутренние потери исключаются, значение передачи КПД увеличивается, при этом режиме движения расход топлива уменьшается и повышается эффективность торможения двигателем при замедлении.

Реактор освобождается и вращается с турбинным и насосным колесами для снижения всех тех же потерь.

С какой же целью КПП присоединяют к гидротрансформатору, когда тот самостоятельно в зависимости от нагрузок на ведущие колеса может величину крутящего момента изменять?

Гидротрансформатор способен изменять крутящий момент с коэффициентом 2-3.5 не более. А для эффективной работы трансмиссии таких диапазонов изменения придаточных чисел явно недостаточно. Также иногда встает необходимость включать заднюю передачу или нейтральную. Коробки-автомат имея зубчатые зацепления все же многим отличаются от механических коробок, к примеру, передачи они переключают без разрывов потока мощности при помощи многодисковых фрикционных муфт приводимых гидравликой и ленточных тормозов. В зависимости от скорости машины и интенсивности нажатия на педаль акселератора автоматически выбирается нужная передача, она то и интенсивность разгона и определяет.

Определяет нужную передачу электронный и гидровлический блоки управления автоматической коробкой передач. Водитель же помимо нажатия на педаль газа может выбрать режимы спортивный или зимний (у таких режимов акпп индивидуальный алгоритм переключения передач), а также может выбрать режим который помогает передвигаться по участкам пути со сложным рельефом (в этом режиме автомат не сможет переключится выше определенной передачи).

В состав АКПП кроме планетарного механизма и гидротрансформатора также входит насос снабжающий гидроблок с гидротрансформатором рабочей жидкостью и смазывая коробку, а охлаждает рабочую жидкость, которая имеет свойство перегреваться, входящий в состав коробки-автомата радиатор охладления акпп.

Отличия в устройстве АКПП заднеприводных и переднеприводных автомобилей

Есть также несколько различий в устройстве и компоновке автоматических трансмиссий заднеприводных и переднеприводных автомобилей. У переднеприводных автомобилей АКПП более компактна и внутри корпуса имеет отделение главной передачи т. е. дифференциал. В остальном функции и принципы действия всех АКПП одинаковы. Для обеспечения движения и выполнения всех функций АКПП оснащена такими узлами, как: гидротрансформатор, узел управления и контроля, коробка передач и механизм выбора режима движения.

Заднеприводный автомобиль Переднеприводный автомобиль

Всё про автоматическую коробку передач

Не так давно на современных легковых автомобилях высокого класса АКПП (автоматическая коробка переключения передач) с гидротрансформатором и гидроприводными фрикционами стала дополнятся двумя новыми функциями: функция Tiptronic ( функция мгновенного переключения от легкого прикосновения к рычагу АКПП) и функция DSP ( функцией адаптивного программного управления процессами переключения).

Эти функции реализуются с применением средств электронного автоматического управления и придают АКПП совершенно новое свойство — способность адаптироваться к условиям движения и манере водителя управлять автомобилем.

АВТОМАТИЧЕСКАЯ КОРОБКА ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ ПЕРЕДАЧ С
ЭЛЕКТРОННЫМ УПРАВЛЕНИЕМ

Общие сведения

Передача крутящего момента от двигателя внутреннего сгорания (ДВС) к ведущим колесам автомобиля (к движителям) реализуется посредством трансмиссии.

Классическая трансмиссия включает в свой состав сухое дисковое сцепление, механическую коробку переключения передач (КПП), карданный вал и задний ведущий мост. Для согласования энергетических возможностей ДВС с нагрузкой и скоростью движения механическая КПП современного легкового автомобиля имеет шесть ступеней переключения — четыре, понижающие скорости, одну, повышающую «вперёд» , и одну, понижающую «назад».

Переключение передач с помощью ступенчатого механического редуктора (каковым является КПП) связано с необходимостью разъединения коленчатого вала двигателя и первичного (ведущего) вала КПП.

Функцию разъединения валов на время переключения скоростей осуществляет сцепление. Дисковое сцепление и механическая коробка переключения передач управляются водителем, что является главным недостатком классической трансмиссионной передачи (индивидуальное управление не исключает ошибок и неточностей в действиях водителя).

Так, сначала на большегрузных, а затем и на легковых автомобилях стали устанавливать автоматическую коробку переключения передач (АКПП), которая переключает скорости без участия водителя.

Устройство автоматической коробки передач

Обычно автоматическая КПП для легковых автомобилей состоит из:

• гидротрансформатора,
• планетарного редуктора со ступенчатым переключением,
• фрикционных устройств с гидроприводом (тормозные ленты и муфты).

Внутри коробки устанавливается также гидронасос для управляющего давления, которое подается на гидроприводы фрикционов.

Для автоматического переключения скоростей АКПП дооборудована блоком электромагнитных клапанов, который устанавливается под планетарным редуктором и управляется электрическими сигналами от электронного блока управления (ЭБУ-АКП).

Входными сигналами для ЭБУ-АКП, по совокупности которых формируется последовательность манипуляций (переключений) в блоке электромагнитных клапанов, могут являться следующие сигналы:

• частота вращения коленвала ДВС (от ДКВ);
• частота вращения вторичного (выходного) вала АКПП или скорость движения автомобиля (от КД);
• положение дроссельной заслонки и скорость ее перемещения (от ДПД);
• нагрузка ДВС (от ДНД);
• температура ДВС (от ДТД);
• температура масла в АКПП;
• положение рычага АКПП (от МФП);
• положение переключателя программ (если таковой имеется);
• положение переключателя режима «Kickdown» (от ДТТ).

Так как все перечисленные сигналы управления представляют собой неэлектрические воздействия, то они преобразуются в электрические (аналоговые или цифровые) сигналы с помощью указанных датчиков для АКПП.

Если автомобиль оборудован электронными системами управления двигателем (ЭСУ-Д) и гидравлическими тормозами (ЭСАУ-Т), то часть управляющих сигналов для АКПП берется из этих систем. Например, от системы ABS используются сигналы колесных датчиков (КД), по которым вычисляются средняя скорость движения автомобиля или частота вращения вторичного вала АКПП. От системы управления двигателем к АКПП поступают сигналы о частоте вращения и о нагрузке ДВС, а также сигнал о положении и скорости перемещения дроссельной заслонки.

На рисунке, ниже показана функциональная схема автоматической КПП (модель 018)

Для немецкого автомобиля «Audi-A8», на которой, помимо текстовых обозначений и обозначений, указанных в таблице, ниже имеются следующие: МК-АКП — микропроцессор; П1-П5 — входные преобразователи неэлектрических воздействий от датчиков в электрические сигналы для МК-АКП; Р1-Р5 — выходные токовые реле с «сухими» контактами для включения электромагнитных клапанов АКПП; ЗУ (П) и ЗУ (Н) — запоминающие устройства для хранения программ (П) переключения и кодов неисправностей (Н) — соответственно.

Из рассмотрения функциональной схемы АКПП очевидно, что автоматическая коробка переключения передач с электронным управлением является еще одной автотронной системой современного легкового автомобиля.

Работа автоматической коробки передач

В отличие от обычной механической коробки передач автоматическая КПП с гидротрансформатором не имеет постоянного передаточного числа в любом из положений переключателя скоростей, чем обеспечивается бесступенчатая передача крутящего момента от двигателя к ведущим колесам, когда автомобиль трогается с места, и при разгоне. Объясняется это тем, что передаточное число АКПП, пока в ней не заблокирован гидротрансформатор, может изменяться под воздействием перераспределения крутящего момента между тремя рабочими колесами гидротрансформатора. Первое рабочее колесо соединено жестко с коленвалом ДВС и называется насосным. Своими лопатками насосное колесо нагнетает трансмиссионное масло под центробежным давлением (зависящим от частоты вращения ДВС) на лопатки второго (турбинного) колеса, которое приводит во вращение вторичный (выходной) вал АКПП, с которым турбинное колесо связано жестко. Третье рабочее колесо установлено на муфте свободного хода между насосным и турбинным колесами. Это колесо называется реактором. Лопатки реактора принимают поток масла от турбинного колеса и изменяют направление потока таким образом, что он (поток) повторно направляется на лопатки турбинного колеса. Турбина получает дополнительный момент вращения, который суммируется с моментом, полученным турбинным колесом от насосного колеса. Таким образом, суммарный крутящий момент на выходе гидротрансформатора может быть больше, чем на его входе, и определяется частотой вращения турбинного колеса. Если скорость движения автомобиля снижается под воздействием увеличения нагрузки (подъем в гору), то частота вращения турбинного колеса падает, а крутящий момент увеличивается. При увеличении скорости автомобиля (при разгоне на прямом участке дороги) частота вращения турбины увеличивается, что приводит к уменьшению крутящего момента в гидротрансформаторе, следовательно, тяговая сила на ведущих колесах уменьшается. При некоторой частоте вращения вторичного (выходного) вала АКПП реактор начинает проворачиваться относительно муфты свободного хода и гидротрансформатор теряет свойства преобразователя крутящего момента. При этом скорости вращения первичного и вторичного валов АКПП становятся почти одинаковыми.

Диапазон изменения крутящего момента с помощью гидротрансформатора ограничен увеличением в 2,5…3 раза. Этого достаточно для обеспечения нормальной работы АКПП в одном из фиксированных положений переключателя скоростей. Но этого недостаточно для устойчивой работы двигателя на всех возможных режимах движения автомобиля. Поэтому автоматическая КПП содержит в своем составе многоступенчатую механическую коробку с переключением скоростей при помощи электромагнитных клапанов. Сами клапаны управляются сигналами от ЭБУ-АКП (см. рис. выше).

Программное управление автоматическим переключателем скоростей

Автоматический переключатель скоростей АКПП — это блок электромагнитных клапанов, расположенных снизу коробки передач под планетарным редуктором. Его главная функция заключается в механическом перемещении шестерен планетарного редуктора в позиции, соответствующие одной из передач АКПП. Современные автоматические коробки легковых автомобилей имеют 3 или 4 передачи переднего хода и одну — заднего. Этим обеспечиваются стандартные режимы движения автомобиля. Но динамика движения, а следовательно, и работа АКПП в значительной степени определяются целью поездки и манерой вождения автомобиля, которые определяются водителем. Например, при поездке «за город» на отдых водитель управляет автомобилем неторопливо, спокойно и ставит перед собой главной целью поездки экономию топлива и безопасность движения. Как реализуется такой режим движения при езде на автомобиле с механической КПП? Водитель включает скорости плавно, разгоняет автомобиль медленно и равномерно, на повышенные передачи переключается по указателю спидометра (первая скорость — до 20 км/ч, вторая — до 40 км/ч, третья — до 60 км/ч, четвертая — до 80 км/ч, пятая — не более 100 км/ч), никого без нужды не обгоняет. Но такую же программу движения можно реализовать и с помощью автоматической коробки передач, если алгоритм управления заранее поместить в постоянную память ЭБУ-АКП. Тогда система АКПП будет действовать аналогично водителю: плавно (медленным открытием дроссельной заслонки) увеличивать скорость движения автомобиля; при достижении скорости 20 км/ч произойдет автоматическое переключение с первой передачи на вторую, и так далее. Такой режим движения называется «экономичным» и закладывается в память ЭБУ-АКП как «первый».

Рассмотрим другой случай, когда водителю необходимо срочно приехать в заданное место, а времени «в обрез». Теперь водитель мало думает об осторожности и совершенно забывает об экономии топлива. Передачи включает быстрым толчком рычага, скорость автомобиля на разгоне развивает предельно интенсивно, с целью форсирования двигателя задерживает переключение на повышенную передачу до предельно высоких оборотов ДВС. Такой режим движения называется «спортивным» и тоже может быть легко запрограммирован для системы АКПП. При составлении программ для АКПП между экономичным и спортивным режимами движения в память ЭБУ-АКП записывают еще три промежуточных стандартных программы для обычных условий движения. В автомобилях среднего потребительского класса пять стандартных программ могут выбираться водителем с помощью специального переключателя программ, и тогда АКПП выполняет свои функции строго в рамках выбранного режима. Водитель в любое время может перевести АКПП из автоматического управления в режим активного индивидуального управления. Для этого достаточно воспользоваться рычагом переключения передач, но режим «DSP» (автоматического переключения программ) не реализуется. На автомобилях высокого потребительского класса переключатель программ не устанавливается, а программы переключаются автоматически. Для этой цели рычаг АКПП имеет не одну, а две дорожки для перемещения.

На первой (основной) дорожке обеспечивается фиксация рычага в семи стандартных позициях: 1, 2, 3, D, N, R, P. На этой дорожке исполняется и дополнительная функция DSP. На вторую (дополнительную) дорожку рычаг может быть переведен только с позиции «D» на основной дорожке. Для этого рычаг наклоняется вправо и фиксируется. На дополнительной дорожке рычаг может перемещаться вперед и назад без фиксации в этих положениях. Переводом рычага на дополнительную дорожку включается режим «Tiptronic». В этом режиме легкое проталкивание рычага управления вперед приводит к мгновенному переключению АКПП на следующую повышенную передачу.

Действием в обратном направлении (назад) АКПП переключается на пониженную передачу. В режиме «Tiptronic» переключение передач выполняется без изменения тяговой силы, приложенной к колесам.

При форсированном ускорении автомобиля в режиме «Tiptronic» переключение АКПП на более высокую передачу может осуществляться только вручную, следующим толчком рычага вперед. Но обратное переключение скоростей (на понижение) при замедлении происходит автоматически. Для переключения системы АКПП с одной программы управления на другую без участия водителя дополнительно используются сигналы о положении и скорости перемещения дроссельной заслонки (от датчика положения дросселя ДПД в системе ЭСАУ-Д), а также сигналы об ускорении автомобиля и о разнице частот вращения между колесами переднего и заднего мостов (от датчиков системы ЭСАУ-Т).

Таким образом, по совокупности этих сигналов и сигналов о частоте вращения коленвала ДВС и вторичного вала АКПП микропроцессор (МК) в ЭБУ-АКП определяет текущую динамическую ситуацию движения, анализирует манеру езды и намерения водителя и по результатам обработки информации выбирает соответствующую программу управления для АКПП.

Для автомобилей высокого потребительского класса составляется пакет из десяти (SP1-SP10) рабочих динамических программ, первые пять из которых (SP1-SP5) стандартные (от экономичной SP1 до спортивной SP5) и еще пять — специальные. SP6 — программа для фазы прогрева ДВС, АКПП и катализато¬ра. Программа SP7 является программой переключения АКПП в режиме «Tiptronic».

Программы SP8, SP9, SP10 ориентированы на работу АКПП при движении автомобиля в горной местности. Так, программа SP8 предотвращает переключение на более высокую передачу, если автомобиль движется под уклон. Если при этом вводится в действие тормоз, то программа SP9 осуществляет переключение АКПП на более низкую передачу и реализует дополнительное торможение двигателем. При движении на подъем программа SP10 выбирает оптимальную скорость движения на пониженной передаче и этим предотвращает частое переключение скоростей.

Автоматический выбор программ позволяет реализовать быстрое, качественное, корректное, высокоточное, а следовательно, и высоконадежное переключение скоростей при различных условиях движения автомобиля.

Принципиальная электрическая схема системы АКПП

На рисунке, ниже показана принципиальная электрическая схема системы «Автоматическая коробка переключения передач» (АКПП) для автомобиля «Audi-A8» (модель 018).

Схема составлена по нормам DIN (ФРГ). Схему дополняет таблица, в которой приведена спецификация компонентов.

Принципиальная электрическая схема работает следующим образом:

1. Если многофункциональный переключатель F125 находится в положении «P-parking» или «N-neitral», то возможен запуск двигателя стартером. Во всех остальных положениях стартер блокируется и запуск ДВС невозможен.

2. После прогрева ДВС и АКПП движение автомобиля «вперед» можно начинать, поставив рычаг либо в положение «1», либо в положение «D», а при движении «назад» — в положение «R».

3. Если рычаг установлен в положение «2» или «3», то АКПП работает с переключением скоростей только до установленного предела и обратно.

4. Все переключения скоростей реализуются с помощью блока электромагнитных клапанов G38, который одновременно является цифровым (кодовым) датчиком частоты вращения вторичного вала АКПП. Блок G38 управляется электрическими сигналами от ЭБУ-АКП (J217).

5. Используются сигналы от ЭБУ-«АВS-EDS» (J104) о частоте вращения колес (датчики G44-G47).

6. Блок ЭБУ (J217) и ЭБУ «Motronic» (J220) постоянно обмениваются информацией, тем самым реализуется своевременное и качественное (корректное) переключение передач в АКПП и управление крутящим моментом двигателя посредством привода дроссельной заслонки (ПДЗ).

7. В режиме «Tiptronic» АКПП работает по программе SP7 и обеспечивает мгновенное переключение скоростей без прерывания тяговой силы.

8. Положение рычага АКПП индицируется на световом табло G96 и на указателе, расположенном вдоль основной дорожки рычага.

9. Переключатель программ и указатель выбранной рабочей программы в системе «АКПП-018» не применяются.

10. Для проведения диагностики неисправностей АКПП в условиях станции технического обслуживания (СТО) предусмотрен диагностический разъем Pin7. Диагностированию подлежат все входные устройства и датчики, а также все электромагнитные клапаны.

В заключение следует отметить, что АКПП проигрывает обычной механической коробке переключения передач по коэффициенту полезного действия (КПД), так как имеют место значительные потери в гидротрансформаторе.

Но за счет точного (своевременного) и качественного (корректного) переключения скоростей АКПП обеспечивает экономию топлива и работает на автомобиле значительно дольше механической КПП. Кроме того, двигатель и трансмиссия с автоматической коробкой защищены от случайных перегрузок при ошибочных действиях водителя во время переключения передач.

Но основное преимущество АКПП состоит в том, что она обеспечивает высокую комфортность и простоту управления автомобилем!

Источник: «РЕМОНТ И СЕРВИС», №8, 2001г.

Схема работы АКПП – Автоматической коробки передач

Содержание:

Каждый автовладелец знает, что выбор трансмиссии является ключевым фактором, который влияет на динамические показатели автомобиля. Разработчики постоянно пытаются совершенствовать коробки передач, но большинство автолюбителей все же отдают предпочтение МКПП, так как, из-за сложившегося стереотипа, считают, что она более надежная и простая в использовании. Однако причина кроется в другом – большинство людей просто не знакомы с принципом работы автомата, поэтому и опасаются ее.

В сегодняшней статье мы попытаемся максимально подробно и доступно описать принцип работы автоматической трансмиссии.

Что такое АКПП?

АКПП – это основной элемент конструкции трансмиссии автомобиля, главной целью которой является изменение крутящего момента, а также изменения скорости движения. Различают три варианта автоматической трансмиссии:

• Вариатор;
• Гидроавтомат;
• Роботизированная;

Что лучше – механика или автомат?

Как многие уже могли заметить, большинство российских автолюбителей отдают предпочтение МКПП. Одни эксперты считают, что это связано с менталитетом нации, другие – с установленными негативными стереотипами.

Другое дело американцы, 95% которых не представляют себе процесс вождения автомобиля, без наличия автоматической коробки. Но это совсем не удивляет, ведь АКПП была придумана американскими инженерами, которые хотели упростить жизнь водителей.

Такая же ситуация и в Европе. Если 15-20 лет назад все поголовно использовали механику, то уже сейчас она почти вытеснена из рынка.

В России также наблюдается рост популярности автомата, но, как утверждают эксперты и аналитики, россияне не умеют правильно использовать автоматическую коробку. Каждый день в автомастерские обращается масса автолюбителей с неисправностями, основной причиной которых как раз и является неправильная эксплуатация.

Как работает АКПП?

Для того, чтобы принцип работы автоматической трансмиссии стал более понятным, мы условно разобьем ее на три части: механическая, электронная и гидравлическая.

Начнем обсуждение, конечно же, с механической, так как именно данный элемент и переключает передачи.

Гидравлическая часть является неким посредником, который является связующим звеном.

И, наконец, электронная, которая считается мозгом трансмиссии, отвечающим за переключение режимов, а также обратную связь.

Все понимают, что сердцем автомобиля является мотор. Трансмиссия вовсе не претендует на эту роль, ведь ее смело можно называть мозгом автомобиля. Главной целью АКПП считается преобразование КМ мотора в силу, которая создает условия для движения ТС. Немаловажную роль в этом процессе выполняет гидротрансформатор и планетарные передачи.

Гидротрансформатор

По аналогии с МКПП, гидротрансформатор выполняет функции сцепления, а также регулирует КМ, с учетом частоты вращения и продуцируемой мощности двигателя.

Конструкция гидротрансформатора состоит из трех частей:

• Центростремительная турбина;
• Центробежный насос;
• Направляющий аппарат-реактор;

За счет того, что турбина и насос максимально сближены друг с другом, рабочие жидкости находятся в постоянном движении. Именно благодаря этому удается добиться минимальных потерь энергии. К тому же, гидротрансформатор может похвастаться очень компактными размерами.

Стоит отметить, что коленвал напрямую связан с насосным колесом, а коробочный вал – с турбиной. Именно за счет этого, в гидротрансформаторе отсутствует жесткая связь между ведущими и ведомыми элементами. Рабочие жидкости передают энергию от мотора к трансмиссии, которая, в свою очередь, через лопатки насоса передает ее на лопасти турбины.

Гидромуфта

Если говорить о гидромуфте, то ее принцип работы очень похож – она также передает КМ, не влияя на его интенсивность.

Гидротрансформатор оснащен реактором в первую очередь для того, чтобы изменять КМ. По сути, это такое же колесо с лопатками, разве что жестче посаженное и менее маневренное. По нему масло возвращается из турбины в насос. Некоторые особенности имеют лопатки реактора, каналы которых постепенно сужаются. За счет этого скорость движения рабочих жидкостей существенно увеличивается.

Из чего состоит АКПП?

Гидротрансформатор – взаимодействует со сцеплением, и не контактирует с водителем.

Планетарный ряд – взаимодействует с шестернями в коробке, и при переключении передач изменяет конфигурацию трансмиссии.

Тормозная лента, задний и передний фрикцион – напрямую переключают передачи.

Устройство управления – это узел, который состоит из насоса, клапанной коробки и маслосборника.

Гидроблок – система клапанных каналов, которые контролируют и управляют нагрузкой двигателя.

Гидротрансформатор – предназначен для передачи крутящего момента от силового агрегата до элементов автоматической трансмиссии. Расположен он между коробкой и мотором, и таким образом выполняет функцию сцепления. Он наполнен рабочей жидкостью, которая улавливает и передает усилия двигателя в масляный насос, находящейся непосредственно в коробку.

Что касается масляного насоса, то он уже передает рабочую жидкость в гидротрансформатор, создавая, таким образом, наиболее оптимальное давление в системе. Поэтому, миф о том, что автомобиль с коробкой-автомат можно завести без стартера – чистая ложь.

Шестеренчатый насос получает энергию прямо от двигателя, из чего можно сделать вывод, что при выключенном моторе давление в системе полностью отсутствует, даже если рычаг переключения АКПП находиться не в начальном состоянии. Поэтому, принудительное вращение карданного вала не сможет завести двигатель.

Планетарный ряд – используется зачастую в автоматической трансмиссии, так как считается более современным и технологичным, нежели параллельный вал, используемый в механике.

Части фрикциона – поршень заставляет двигаться чрезмерное давление масла. Сам поршень очень плотно прижимает ведущие элементы к ведомым, заставляя их вращаться как единое целое, и передавать КМ ко втулке. Стоит отметить, что в АКПП находится сразу несколько таких планетарных механизмов.

Фрикционные диски передают КМ непосредственно колесам автомобиля.

Тормозная лента – используется для блокировки элементов планетарного механизма.

Гидроблок – один из наиболее сложных механизмов в АКПП, который называют «мозгами трансмиссии». Стоит отметить, что ремонт данного элемента очень дорогостоящий.

Виды АКПП

Перманентная гонка технического оснащения автомобилей, заставляет разработчиков придумывать все более изощренные технологии и конструкции, для того, чтобы обогнать конкурентов. Стоит отметить, что это положительно сказывается на развитии ходовой части ТС. Одним из наиболее важных открытий, стало изобретение автоматической коробки передач. Она сразу же начала пользоваться невероятно большим спросом, так как заметно упрощает процесс управления. К тому же она весьма простая в эксплуатации и надежная. Аналитики утверждают, что в скором будущем она полностью вытеснит из рынка МКПП.

На сегодняшний день коробка-автомат используется, как в легковых автомобилях, так и грузовиках, в независимости от типа привода.

Известно, что при управлении автомобилем с МКПП, приходится постоянно держать руку на переключателе передач, что значительно снижает концентрацию на дороге. Коробка-автомат практически лишена подобных недостатков.

Основные преимущества коробки-автомат:

• Повышается эффективность управления;
• Более плавный переход между передачами даже на высокой скорости;
• Двигатель не перегружается;
• Передачи можно переключать как вручную, так и в автоматическом режиме;

Современные АКПП, с точки зрение системы контроля и управления, можно разделить на два типа:

• Трансмиссия с гидравлическим устройством;
• Трансмиссия с электронным устройством, или так называемая роботизированная коробка;

Более понятным это должно стать после ознакомления с приведенным ниже примером:

«Представьте себе ситуацию, что автомобиль двигается по ровной дороге и постепенно приближается к крутому подъему. Если какое-то время просто со стороны наблюдать за этой ситуацией, то можно заметить, что после увеличения нагрузки, машина начинает терять скорость, и, следовательно, интенсивность вращения турбины также снижается. Это приводит к тому, что рабочая жидкость начинает противодействовать движению. В таком случае резко возрастает скорость циркуляции, что способствует увеличению КМ до того показателя, при котором возникнет равновесие в системе».

Такой же принцип работы и в момент начала движения автомобиля. Единственное отличие в том, что в данном случае еще задействуется и акселератор. Благодаря ему увеличивается интенсивность оборотов коленвала и насосного колеса, при том, что турбина остается неподвижной, что позволяет двигателю работать в холостом режиме. Стоит отметить, что КМ резко возрастает, и при достижении определенной отметки, гидротрансформатор начинает выполнять функции звена, которое соединяет воедино ведомый и ведущий элементы. Именно все эти моменты, позволяют во время движения значительно уменьшать уровень потребления горючего, и более эффективно проводить торможение двигателем в случае надобности.

Так для чего же тогда подключать АКПП к гидротрансформатору, если тот самостоятельно способен изменять интенсивность КМ?

Вот почему: коэффициент изменения крутящего момента с помощью гидротрансформатора обычно не превышает 2-3.5. Этого мало для полноценной работы автоматической коробки.

В отличие от механической, автоматическая коробка переключает скорости с помощью фрикционных муфт и ленточных тормозов. Система автоматически определяет нужную скорость с учетом скорости движения и усилия на педаль акселератора.

Помимо планетарного механизма и гидротрансформатора, АКПП включает в себя также насос, который смазывает коробку. Охлаждением масла занимается радиатор охлаждения.

Разница между коробкой-автомат у заднеприводных и переднеприводных ТС

Существует ряд отличий между компоновкой АКПП автомобилей с передним и задним приводом. Автоматическая трансмиссия переднеприводных автомобилей более компактная, и имеет отдельное отделение, которое называют – дифференциал.

Во всех других аспектах обе трансмиссии идентичны, как в конструктивном, так и функциональном плане.

Для эффективного выполнения всех функций, коробка автомат имеет следующие элементы: гидротрансформатор, узел контроля и механизм выбора режима движения.

Надеемся, что наша статья стала максимально полезной для вас, и помогла вам разобраться в принципах работы АКПП.

Видео

Основной автор сайта и основатель нескольких автомобильных интернет-проектов

http://akpphelp.ru/ekskurs_v_konstrukciju_akpp.html
Источник Источник http://www.mastervintik.ru/vsyo-pro-avtomaticheskuyu-korobku-peredach/
Источник http://autoiwc.ru/other/akpp.html