Автоматическая коробка передач: принцип работы, как пользоваться

На данный момент в автомобильном мире существует несколько типов трансмиссий. Но наиболее популярные всего две. Это автомат и механика. Последняя появилась раньше, но сейчас ее постепенно вытесняет АКПП. Автоматом гораздо удобнее пользоваться, а в плане надежности эта коробка ничуть не хуже. Сегодня мы уделим отдельное внимание этому типу трансмиссий. Устройство, принцип работы автоматической коробки передач и многое другое – далее в нашей статье.

Характеристика

Итак, что собой являет АКПП? Это устройство, служащее для изменения крутящего момента, что подается от двигателя на ведущие колеса автомобиля. АКПП также именуется гидромеханической коробкой передач.

На какие марки сегодня устанавливается данная трансмиссия? На данный момент практически каждый автопроизводитель практикует установку АКПП. Вот, на какие марки устанавливается автоматическая коробка передач:

• «Тойота».
• «Ауди».
• «БМВ».
• «Ниссан».
• «Фольксваген».
• «Шкода».
• «Рено».
• «Ситроен».
• «Пежо».
• «Мерседес».
• «Шевроле» и многие другие.

При этом данный механизм имеет примерно одинаковое устройство и принцип работы. Так, данный узел состоит из:

• Гидротрансформатора.
• Планетарного ряда (механической коробки передач).
• Системы управления.

Если говорить о переднеприводных машинах с автоматической коробкой передач, в устройство узла также входит:

• Дифференциал.
• Главная передача.

Эти элементы находятся непосредственно в коробке, а не являются отдельными узлами, как на заднеприводных машинах. Итак, давайте же детальнее рассмотрим устройство АКПП.

Гидротрансформатор

Данный элемент служит для изменения и передачи крутящего момента от маховика ДВС к механической коробке передач. Кроме того, гидротрансформатор позволяет снизить вибрации, что возникают при старте движения и при переключении скоростей. В конструкцию ГДФ входит:

• Реакторное колесо.
• Турбинное.
• Муфта свободного хода.
• Блокировочная муфта.

В гидротрансформаторе есть лопасти определенной формы. Между ними расположены каналы для циркуляции АТФ-жидкости. Что касается последнего элемента в списке, он служит для блокировки ГТФ в определенных режимах автомобиля. А муфта свободного хода позволяет вращать реакторное колесо в иную сторону. Все элементы ГТФ заключены в единый корпус. Внутри него постоянно находится АТФ-жидкость.

Принцип работы

Действует гидротрансформатор по замкнутому циклу. Так, поток АТФ-жидкости передается сперва на турбинное, а затем на реакторное колесо. Поскольку оба имеют лопасти определенной формы, скорость потока возрастает. Жидкость направляется в насосное колесо и увеличивает его обороты. Таким образом, возрастает и крутящий момент. Наиболее высокие значения момента достигаются обычно на минимальной скорости (то бишь когда включена первая передача).

С ростом оборотов двигателя скорость вращения обеих колес выравнивается. При этом включает в действие блокировочная муфта. В таком случае мощность передается напрямую к механической коробке передач. Блокировка гидротрансформатора происходит на каждой из передач, когда выравнивается скорость вращения турбинных и реакторных колес.

Отметим, что в некоторых автоматических коробках передач принцип блокировки несколько иной. Так, в АКПП есть режим с проскальзывающей муфтой. Он позволяет предотвратить полную блокировку. Где этот режим используется? Это необходимо в условиях разгона и высоких нагрузок. Также этот режим позволяет снизить расход топлива и с ним осуществляется более плавное переключение скоростей.

Планетарный ряд

Это и есть та самая механическая коробка, находящаяся в составе АКПП. Для чего служит этот узел? Он позволяет изменить передаточное число, тем самым корректируя величину крутящего момента и скорость движения автомобиля. Механическая КПП состоит их двух планетарных редукторов. Они соединены между собой последовательно. Это необходимо для их совместной работы и обеспечения нужно числа ступеней. Ранее на автомобилях практиковались только четырехскоростные АКПП. Сейчас же число ступеней увеличилось до шести (а некоторые производители практикуют и девятискоростные коробки).

Каждая планетарная передача состоит из:

• Коронной шестерни.
• Водила.
• Солнечной шестерни.
• Сателлитов.

Передача момента вращения возможна только при условии блокировки одного или двух вышеперечисленных элементов планетарного ряда. Так, благодаря неподвижной солнечной шестерни уменьшается передаточное отношение. А при блокировке коронной оно, наоборот, увеличивается. Саму блокировку осуществляют фрикционы и тормоза. Последние позволяют удержать определенные части редуктора АКПП благодаря соединению с корпусом трансмиссии. Тормоза могут быть ленточного типа либо многодисковыми. Они вместе с муфтой замыкаются посредством гидравлических цилиндров. Также в устройстве АКПП имеется муфта, что удерживает водило и не позволяет ему вращаться в иную сторону.

Таким образом, принцип работы автоматической коробки передач основывается на определенном алгоритме выключения и включения разных муфт и тормозов.

Система управления автоматической трансмиссии

Большинство современных коробок имеют электронную систему управления. Она включает в себя:

• Электронный блок управления.
• Входные датчики.
• Рычаг селектора.
• Распределительный модуль.

Также в системе АКПП задействуется ряд дополнительных датчиков:

• Температуры АТФ-жидкости.
• Частоты вращения на входе и выходе коробки.
• Положения педали газа и селектора АКПП.

ЭБУ АКПП обрабатывает входящие сигналы от датчиков и далее задействует исполнительные устройства. Стоит сказать, что электронный блок коробки тесно взаимодействует с ЭБУ ДВС.

Гидроблок

Распределительный модуль также называется гидравлическим блоком. Данный узел управляет потоками масла и обеспечивает срабатывание тормозов с муфтами. Гидроблок состоит из:

• Электромагнитных клапанов (соленоидов).
• золотников-распределителей. Они имеют механический привод и помещены в алюминиевый корпус.

Соленоиды служат для переключения скоростей в АКПП посредством изменения давления жидкости. Для этого в их устройстве есть двухпозиционные клапаны. Действуют данные элементы на основании сигналов от электронного блока управления. Что касается золотников, они служат для выбора режимов работы коробки. Управляет ими сам селектор автоматической коробки передач.

Насос, охлаждение

Чтобы рабочая жидкость циркулировала в системе под давлением, в устройстве АКПП есть насос шестеренного типа с внутренним зацеплением. На некоторых коробках используется лопастной элемент. Но вне зависимости от типа, насос приводится в действие от ступицы ГТФ.

Во время работы АКПП жидкость существенно нагревается. Ввиду этого в конструкции коробки предусмотрена охлаждающая система. Она предполагает наличие специального теплообменника, который включен в систему охлаждения ДВС. В некоторых случаях используется отдельный радиатор для АТФ-жидкости, вынесенный в переднюю часть автомобиля.

Преимущества АКПП

Рассмотрим основные плюсы данной трансмиссии. Почему она стала так популярна? В первую очередь АКПП актуальна своей простотой использования. Так, этой коробкой гораздо проще научиться управлять (как именно водить автомобиль с автоматической коробкой передач, рассмотрим немного позже). Водитель может полностью сконцентрировать свое внимание на дорожной обстановке, не думая о сцеплении и о том, какую скорость нужно включить. Все происходит в автоматическом режиме. Особенно удобно использовать автомобиль с автоматической коробкой передач в крупных городах, где возможны частые пробки. Водитель намного меньше устает, так как нет необходимости «играть» сцеплением.

Следующий плюс АКПП заключается в плавности хода. Такая коробка работает мягче, чем механика. Начало движения осуществляется без рывков. Также на многих трансмиссиях есть различные вспомогательные режимы и дополнительные функции. Стоит отметить зимний, а также спортивный режим. На некоторых авто есть режим движения по грязи и другим покрытиям. Коробка сама адаптируется к заданным условиям.

Недостатки АКПП

Но есть и обратная сторона медали. В первую очередь стоит отметить дорогостоящее обслуживание. Взять хотя бы цену АТФ-жидкости. Один литр ее стоит от тысячи рублей, в то время как для механики масло обойдется в 3-5 раз дешевле. Также нужно отметить дорогой ремонт. АКПП устроена сложнее, нежели механика. А потому стоимость ремонта всегда будет в 2 раза выше.

Следующий минус касается ограничений при эксплуатации. Так, автомобиль с автоматической коробкой передач нельзя буксировать на тросе или еще каким-либо образом. Это ведет к поломкам в АКПП. В случае если машина сломалась в пути, нужно вызывать только эвакуатор.

Есть еще один минус. Это расход топлива. Особенно это касается старых четырехдиапазонных АКПП. Они сейчас практически не используются, но на «Логанах» и других бюджетных авто их еще встретить можно. Так, один и тот же двигатель на автомате будет расходовать на 10-15 процентов больше топлива, нежели с механикой. Современные шестискоростные коробки имеют меньшую разницу в расходе. Однако владельцы четырехскоростных АКПП долго привыкают к расходу. Нередки случаи, когда 1,6-литровый «Логан» на таком автомате тратил в городе до 14 литров бензина. С механикой в тех же условиях машина потребляет не больше десяти.

И пожалуй, один из основных недостатков – это динамика разгона. Именно по этой причине многие отказываются от АКПП в пользу механики. Так, машина с автоматом всегда будет на полсекунды медленнее, нежели с тем же двигателем, но на механике (имеется в виду разгон до ста километров в час). Да, на некоторых коробках есть возможность ручного переключения, а также спортивный режим. Но если говорить о машинах В-класса, все равно это не сильно приближает скорость разгона к МКПП.

Обслуживание и ремонт автоматической коробки передач

Стоит отметить, что каждая АКПП вне зависимости от года выпуска и числа ступеней, нуждается в периодическом обслуживании. Данная операция предполагает замену масла. В автоматической коробке передач оно подвергается более высоким нагрузкам, поскольку циркулирует в системе под давлением и позволяет передавать крутящий момент. регламенты у каждого производителя разные. Однако в среднем замена масла должна осуществляться каждые 60-70 тысяч километров.

Каким способом можно осуществить замену? Всего есть два метода:

• Частичная. В данном случае масло меняется не полностью. Так, сперва из сливного отверстия выливается старая жидкость. Обычно ее объем составляет не более 50 процентов от заправочного. После этого через щуп в коробку заливается новое масло. Его объем должен быть идентичным тому, который был слит ранее. Плюс данного метода в том, что его можно осуществить своими руками. Для этого нужна лишь яма и трубка-удлинитель. Но недостаток тоже есть. Ввиду того, что масло сливается не полностью, замену нужно производить вдвое чаще. Таким образом, в случае частичной замены коробка требует внимания не каждые 60, а 30 тысяч километров пробега.
• Полная. В данном случае задействуется специальное вакуумное оборудование. Насос выкачивает из системы весь объем масла, параллельно загоняя новое. Это более правильный метод замены, но в нем есть пара минусов. Так, данный способ невозможно применить своими руками. К тому же стоимость такой замены будет в несколько раз выше. Ведь помимо расходов на работу мастера, потребуется закупить больше АТФ-жидкости. Обычно при заправочном объеме в 8 литров для замены требуется около 12 л.

Теперь о ремонте. Наиболее безобидной операцией считается замена сальников и прокладок. Как правило, об износе уплотнительных элементов свидетельствует течь масла на корпусе коробки. Одна из наиболее частых операций – это замена прокладки поддона автоматической коробки передач.

Есть и более серьезные методы ремонта. Так, со временем может загрязняться гидроблок. Обычно это грязь от пакетов фрикционов. В результате золотники перестают нормально функционировать, и коробка начинает пинаться. Технология ремонта заключается в разборке гидроблока и замене вышедших из строя золотников. В некоторых случаях помогает лишь чистка гидроплиты.

Ремонт может потребоваться и в случае неисправности соленоидов. Причина их выхода из строя банальна. Это мелкие отложения в масле, которые каким-либо образом попали из фильтра на клапаны. В итоге последние начинают заедать и неправильно работать. Ремонт заключается в замене бронзовых втулок и колец соленоидов.

Если вовремя не устранить данную проблему, возрастет зазор между кольцом и корпусом вала. Из-за этого в щель будет сочиться масло. А так как давление в блоке упадет, насос вынужден более интенсивно качать масло (чтобы сжать фрикционы). Это происходит до тех пор, пока насос АКПП полностью не выдохнется. Характерным признаком изношенного насоса является повышенный гул и вой при работе АКПП.

Также выйти из строя может электронный блок управления коробки. Из-за этого электроника не может подавать правильно сигналы на исполнительные устройства. Коробка не в состоянии переключить передачу при высоких оборотах либо переключения осуществляются с рывками. Также коробка может вставать в аварийный режим. Ремонт АКПП в данном случае заключается в замене блока либо восстановлении шлейфов в случае их повреждения.

Что касается стоимости ремонта трансмиссии, цена зависит во многом от характера поломки. Но зачастую цена составляет от 30 до 90 тысяч рублей.

О замене АКПП

Когда целесообразна замена автоматической коробки передач? Данная операция может потребоваться в случае выхода из строя крупных элементов. Это может быть планетарный ряд. Также замена автоматической коробки передач актуальна в случае, если из строя вышли сразу несколько систем. Ремонт в таком случае будет дорогостоящим, а покупка целой коробки на разборке – дешевле. Но как правило, к подобным действиям прибегают в случае высокого пробега коробки (300 и более тысяч километров).

Как пользоваться автоматической коробкой передач?

АКПП имеет отличия не только в принципе работы, но и в использовании. Итак, рассмотрим вождение автомобиля с автоматической коробкой передач. Для начала нам нужно завести машину. Селектор КПП при этом должен быть в положении «Паркинг». Далее выжимаем педаль тормоза (правой ногой) и включаем нужный нам режим. Напомним, что их всего несколько:

• «Паркинг».
• «Реверс» (задняя передача).
• «Нейтраль»
• «Драйв» (движение вперед).

Для начала движения следует перевести селектор КПП в положение «Драйв». После этого переводим ногу на педаль акселератора. Не забываем снять машину предварительно с ручника, если она была до этого на него установлена.

Вождение с автоматической коробкой передач имеет свои нюансы. Так, новички задаются вопросом о том, нужно ли переводить селектор в режим «нейтраль», когда машина стоит (например, в пробке или на светофоре). Специалисты дают следующий ответ. Переводить селектор АКПП в нейтральный режим стоит только тогда, когда автомобиль стоит очень долго (более минуты), и держать ногу постоянно на тормозе уже проблематично. Если же остановка короткая, не стоит переключаться на нейтральный режим. Ведь в данном случае коробка существенно нагружается: размыкаются фрикционные пакеты, расцепляются валы и закрываются соленоиды. И при переводе в режим «драйв» весь этот процесс повторяется.

Таким образом, переключение автоматической коробки передач в нейтральный режим стоит делать только в случае длительного простоя. Иначе трансмиссия терпит существенные нагрузки. Стоит знать, что принцип работы автоматической коробки передач, в отличие от механики, иной, и здесь не получится просто так сбросить рычаг в «нейтралку». Особенно это не стоит делать на ходу, пытаясь двигаться накатом. Это может повлечь необратимые последствия. Как результат – пинки коробки и пробуксовка фрикционов. Да, происходит это не сразу. Но если постоянно так эксплуатировать трансмиссию, вскоре можно попасть на дорогостоящий ее ремонт. Есть масса случаев, когда одна и та же коробка проезжала у одних владельцев 100 тысяч километров, а у других - 300 без ремонта. Причина столь высокого ресурса банальна. Это правильная эксплуатация трансмиссии и своевременное ее обслуживание.

Заключение

Итак, мы выяснили, что собой представляет АКПП и как ею пользоваться. Как бы ни ругали эту трансмиссию, машины с автоматической коробкой передач постепенно вытесняют механику. АКПП более актуальна в крупных городах. Ее выбирают даже при том условии, что расход с ней на 5-10 процентов больше, нежели на механике.