Устройство акпп: структура, строение и принцип работы

Несколько советов помогут избежать неприятных ситуаций с коробкой автомат:

постоянный контроль уровня масла в коробке передач;
своевременная замена трансмиссионного масла;
при вождении необходимо плавно и осторожно воздействовать на селектор коробки передач;
при полной или частичной замене масла в коробке передач необходимо использовать только рекомендованные марки смазочных веществ.

При соблюдении простых общепринятых правил эксплуатации автоматической коробки передач гарантируется ее целостность и стабильная работа. Если следовать представленным советам, можно существенно сэкономить материальные средства на ремонт как коробки, так и автомобиля в целом.

История появления

Первая разработка, которую можно отнести к классу АКПП появилась в 1908 на заводе Форд в Америке. Модель Т, была оснащена планетарной, пока еще механической коробкой передач. Данное устройство не было автоматическим, и требовало от водителей определенного набора навыков и действий для управления, но была значительно проще в использовании, чем распространенные в то время МКПП без синхронизации. Вторым важным этапом в появлении современных АКП был перевод управления сцеплением с водителя на сервопривод в 30-х годах 20 века фирмой Дженерал Моторс. Такие АКПП назывались полуавтоматическими. Первая по-настоящему автоматическая планетарная КПП «Коталь» была установлена в Европе в 1930 году. В это время различные фирмы в Европе разрабатывали системы фрикционов и тормозных лент.

Чертеж КПП «Коталь»

Первые АКПП были очень дорогими и ненадежными, пока в конце 30-х годов не начались эксперименты по внедрению гидравлических элементов в их конструкцию для замены сервоприводов и электромеханических элементов управления. Этим путем развития пошла фирма Крайслер, которая и разработала первый гидротрансформатор и гидромуфту. Современные конструкции АКПП были изобретены в 40–50 года 20 века американскими конструкторами. В 80-ые годы 20 века АКПП начали оснащаться компьютерным управлением, для топливной экономии, появились 4-х и 5-ти ступенчатые АКПП.

Планетарный редуктор

Планетарный редуктор состоит из:

1. планетарных элементов
2. муфт сцепления и тормозов
3. ленточных тормозов

Планетарный элемент представляет собой узел из солнечной шестерни, вокруг которой расположены сателлиты, которые в свою очередь крепятся на планетарное водило. Вокруг сателлитов находится коронная шестерня. Вращаясь, планетарный элемент передает крутящий момент на ведомую шестерню.

Муфта сцепления представляет собой набор дисков и пластин, чередующихся друг с другом. Чем-то муфта АКПП представляет собой сцепление мотоцикла. Пластины муфты вращаются одновременно с ведущим валом, а вот диски соединены с элементом планетарного ряда. Для трехступенчатой коробки планетарных рядов два – первой-второй передачи и второй-третьей. Привод в действие муфты обеспечивается сжатием между собой дисков и пластин, этот работу выполняет поршень. Но поршень не может сам двигаться, в действие он приводится гидравлическим давлением.

Ленточный тормоз выполнен в виде обхватывающей пластины одного из элементов планетарного ряда и приводится в действие гидравлическим актуатором.

Для понятия работы всей коробки разберем работу одного планетарного ряда. Представим себе, что затормозилась солнечная шестерня (в центре), значит, в работе остаются коронная и сателлиты на  планетарном водило. В этом случае скорость вращения водило будет меньше, чем скорость коронной шестерни. Если позволить солнечной шестерне вращаться с сателлитами, а затормозить водило, то коронная шестерня изменит направление вращения (задний ход). Если скорости вращения коронной шестерни, водило и солнечной шестерни, будут одинаковые, планетарный ряд будет вращаться как единое целое, то есть, не преобразовывая крутящий момент (прямая передача). После всех преобразований крутящий момент передается на ведомую шестерню и далее на хвостовик коробки. Надо отметить что мы рассматриваем принцип работы автоматической коробки передач у которой ступени расположены на одной оси, такая коробка предназначена для авто с задним приводом и передним расположением двигателя. Для переднеприводных авто, размеры коробки должны быть уменьшены, поэтому как и МКПП вводятся несколько ведомых валов.

Таким образом, затормаживая и отпуская один или несколько элементов вращения можно добиться изменения скорости вращения и изменения направления. Всем этим процессом управляет гидравлическая система управления.

Характеристики и возможности

АКПП позволяет лучше управлять автомобилем, снижая требования к действию водителя – управление сцеплением и ручкой переключения, делает вождение менее утомительным. АКПП имеет нейтральное положение, положение парковки (вращение коробки блокируется дополнительно с помощью агрегатов), заднюю передачу и несколько скоростей для движения. Переключение осуществляется исходя из скорости и условий (например, при движении на подъеме, автоматически может включаться пониженная скорость). Время переключения исправной коробки передач для городских автомобилей составляет в районе 150 мс, что значительно быстрее реакции обычного водителя. Основным органом управления АКПП является ручка переключения передач, она может располагаться в районе руля (старые американские и японские седаны либо современные минивэны) либо на традиционном месте расположения рычага АКПП. На старых моделях люкс класса коробка могла управляться с помощью кнопочной панели. Во избежание случайных переключений или опасных ситуаций, в АКПП применяются различные виды защит. В автомобилях с АКПП нельзя запустить двигатель если селектор находится в положении скорости. Переключение режимов осуществляется с помощью кнопки для напольных компоновок рычага, или оттягивания рычажка при расположении на руле. С парковки автомобиль можно снять только при нажатом тормозе. В некоторых случаях прорезь выполняется в виде ступенек.

Селектор АКПП

Общепринятые режимы АКПП: P – парковка, АКПП механически заблокирована, при нахождении в горизонтальных поверхностях использование стояночного тормоза необязательно. N – нейтраль. Можно осуществлять буксировку автомобиля. L(D1, D2, S)– езда на пониженной передаче ( 1 передаче либо 2 передаче). D – автоматический режим переключения с первой по последнюю скорость. R – режим заднего хода. Кроме того, на АКПП может присутствовать кнопка overdrive, запрещающая переход на более высокую передачу при обгоне. Нейтральная передача обычно располагается между D и R либо R находится в противоположном конце ручки селектора. Это требование было введено во избежание аварийных ситуаций на дороге и парковке.

Так же в АКПП могут присутствовать различные режимы и протоколы работы. Eco – экономный режим, для разных фирм реализован по-разному. *Snow(Winter) – троганье с места со второй либо с третьей передачи для скользкого дорожного покрытия или перемещения в сугробе или грязи. *Sport(Power) – передачи переключаются при более высоких оборотах двигателя. *ShiftLock (кнопка или ключ) – разблокирование селектора при выключенном двигателе, применяется для транспортировки машины если вышел из строя двигатель или аккумулятор. Некоторые АКПП имеют режим ручного переключения передач. Самым удачным и распространённым вариантом такой АКПП стал Типтроник, созданный компанией Порше. Отличительной чертой является орган управления, он выполнен в виде буквы Н и имеет символы «+» и «–« .

Типтроник Porsche Cayenne

Кроме Типтроника к автоматам можно отнести вариатор и роботизированную КПП.

«Зимний» и другие специальные режимы

Зимний режим АКПП

После покупки нового автомобиля вы можете обнаружить на трансмиссии дополнительные положения. Чаще всего это «Спорт» или «Винтер». Расскажем о последнем, так как он есть почти на всех автомобилях в России. Он может быть обозначен несколькими способами:

• снежинкой (*);
• «HOLD»;
• «Winter»;
• «Snow»;
• или буквой «W».

Эта программа для вашего автомобиля предназначена для начала движения без пробуксовки по заснеженной дороге. При этом автоматика не задействует первую передачу, а стартует авто сразу со второй. Чтобы исключить резкие перепады ускорений и заносы, последующее переключение скоростей происходит при меньших оборотах двигателя.

Не рекомендуется пробовать этот режим летом, так как на нем коробка сильнее нагревается и испытывает более тяжелую нагрузку. Зимой нагрев не так страшен из-за остывания трансмиссионного масла. Также не стоит включать «Snow», если вы двигаетесь по очищенной городской магистрали с относительно хорошим покрытием. Для жителей поселков с преимущественно грунтовыми дорогами он более приемлемый для зимних условий.

Режим «Snow» АКПП

Тем не менее стоит воздержаться от езды по сложным трассам с отсутствием асфальта. Этого автоматическая коробка крайне не любит. Особенно страшна для нее пробуксовка. В зимнее время или летом (при перемещении по мокрой грунтовой дороге) старайтесь избегать участков, где вы рискуете завязнуть. Если вы все же попали в западню, не пытайтесь выбраться из нее на режиме «Драйв». Практически все коробки имеют для этого режим «L» или «1», которые соответствуют первой передаче на «механике». Также можно перейти в «Нейтраль» и аккуратно вытолкать авто, предварительно поместив под колеса доски или коврики из салона.

Запуск двигателя и начало движения на машине с коробкой автомат

Управление автоматом осуществляется при помощи рычага коробки передач и дополнительных кнопок, задающих соответствующие условия движения машины. Положение рычага для запуска двигателя должно быть на о или «N», что означает парковка или нейтральная скорость. После того, как автомобиль достаточно прогреется (зимой прогрев составляет не менее 10 — 15 минут), можно начинать движение:

• В первую очередь необходимо выжать тормозную педаль.
• Перевести селектор скоростей в нужное положение, а именно: «D», что означает движение вперед или «R» — включение задней скорости.
• Далее нужно дождаться легкого рывка машины и после этого можно отпустить тормоз.
• Плавно надавив на газ, машина начнет движение.

По мере увеличения скорости автомобиля автоматическая трансмиссия сама переключает передачи. Это можно наблюдать по оборотам двигателя, они реагируют на каждое переключение скоростей с небольшим понижением значений на тахометре.

Как проверить гидротрансформатор АКПП

Существует несколько стандартных процедур, с помощью которых можно косвенно определить состояние гидротрансформатора автоматической трансмиссии. Полное истинное состояние можно определить лишь при демонтаже указанного узла и его детальной диагностике.

Проверка сканером

Первое, что нужно сделать чтобы определить неисправность гидротрансформатора — это просканировать автомобиль на наличие ошибок специальным диагностическим сканером. С его помощью можно получить коды ошибок, и в соответствии с ними уже предпринимать конкретные ремонтные действия. Такое сканирование поможет выявить ошибки не только гидротрансформатора, но и других систем автомобиля (при наличии ошибок). Это позволяет оценить состояние трансмиссии в целом, и ее отдельных деталей в частности.

Стоп-тест

Косвенную проверку можно сделать и без использования «умной» электроники. Например, в мануалах многих автомобилей можно встретить такой алгоритм как проверить работу гидротрансформатора:

• проверку необходимо проводить на хорошо прогретом двигателе и трансмиссии, особенно, если тестирование выполняется зимой;
• запустить двигатель и установить холостые обороты (около 800 оборотов в минуту);
• включить ручной тормоз, чтобы зафиксировать машину на месте;
• нажать до упора педаль тормоза;
• включить на рычаге трансмиссии режим езды D;
• выжать до упора вниз педаль акселератора;
• на тахометре необходимо следить за показаниями оборотов, у различных машин максимальное значение должно быть приблизительно от 2000 до 2800 оборотов в минуту;
• подождать 2…3 минуты на нейтральной скорости с тем, чтобы охладить коробку передач;
• повторить аналогичную процедуру, но предварительно включив заднюю скорость.

По результатам показаний тахометра можно судить о состоянии гидротрансформатора. Для этого воспользуйтесь усредненными данными, приведенными далее:

• если гидротрансформатор полностью исправен, то значение оборотов по тахометру на полном газе не будет превышать 1800 оборотов в минуту;
• при среднем износе «бублика» соответствующее значение будет приблизительно равно 2000 оборотов в минуту;
• если значение оборотов превышает 2000, то это говорит о значительном износе гидротрансформатора, и чем выше обороты — тем значительнее износ.

К сожалению, самостоятельная диагностика автовладельцем состояния гидротрансформатора ограничена. Поэтому при появлении описанных выше симптомов и выполнения стоп-теста рекомендуется обратиться за выполнением детальной диагностики в автосервис, где проверят снятый гидротрансформатор АКПП.

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.

Режимы работы автоматических трансмиссий

Чтобы правильно пользоваться коробкой автомат, для начала предлагаем разобраться с предназначением основных режимов работы агрегата.

Основные функции

Какие функции есть во всех автоматических трансмиссиях:

1. Режим P или паркинг. При активации этого положения трансмиссия выполняет блокировку ходовой части машины, независимо от того, какой привод на ней установлен — передний или задний. В результате сдвинуть с места транспортное средство не выйдет, все передачи при активации режима P отключаются. Нельзя включать это положение, если автомобиль еще в движении и полностью не остановился.
2. Режим R. Эта функция предназначена для обеспечения движения задним ходом на машине. Ее активация допускается после полной остановки транспортного средства.
3. Нейтральная передача N. При наличии неисправностей в работе АКПП или силового агрегата, когда заводить двигатель не получается, режим N позволит передвигать машину вперед и назад на небольшие расстояния. В отличие от механических трансмиссий, нейтральный режим на автомате имеет определенные особенности работы. Не допускается его включение в пробках, его активация возможна в экстренных случаях.
4. Режим D или Драйв. Предназначен для обеспечения движения машины вперед. В автоматических трансмиссиях этот режим обладает блокировкой от случайной активации. Если надо переключиться с функции Drive, это можно сделать, только если водитель нажмет на педаль тормоза.
5. Функция «4-3-2-L». Относится к категории специальных режимов, использующихся для эксплуатации транспортного средства в разных условиях. В каждом из этих положений может применяться определенное число скоростей. К примеру, в режиме 3 задействовано три передачи, а в положении L работает только одна скорость. Благодаря этой функции автоматическая трансмиссия не перегревает силовой агрегат. Первые три функции оптимально использовать при движении в гору.

Из ролика канала Открытая студия Кострома вы можете узнать об эксплуатации машины с автоматической коробкой передач.

Режим «Типтроник»

Одной из особенностей современных автоматических коробок является наличие функции Типтроник. Этот тип КПП относится к автоматам, поддерживающим режим ручного управления коробкой передач. Благодаря его наличию водитель может контролировать процесс передвижения в тяжелых условиях. Если вы устали от управления автоматической коробкой, можно перейти на ручное управление. На КПП в салоне авто, помимо традиционных режимов, вы увидите специальную выемку с символами «+» и «-». «+» — повышение передачи, с первой и выше, а «-» — понижение.

Спортивные режимы

В трансмиссиях некоторых моделей авто имеется функция спортивного режима — Sport либо Kickdown. Активация этого положения позволяет раскрутить обороты силового агрегата и искусственным образом переключиться на пониженную передачу. При необходимости спортивные режимы позволяют достичь резкого ускорения, к примеру, когда надо выполнить обгон на трассе. При включении этого положения используется максимальная мощность мотора, но данная функция в целом неэкономичная для постоянного использования.

Другие режимы

В зависимости от производителя авто, АКПП может иметь и другие режимы эксплуатации:

1. D3 или S — пониженная скорость. Неплохой вариант для эксплуатации транспортного средства при движении в гору. Благодаря активации этого положения водитель может более эффективно тормозить машиной и контролировать ее.
2. D2. Обычно это аналог положения L или 2. Также представляет собой функцию пониженной скорости для движения по спускам или подъемам. Его использование актуально при передвижении по песку, гололеду либо при езде в трудных условиях.
3. Экономичный — E. Его активация позволяет экономично использовать мощность двигателя, чтобы снизить расход горючего.
4. Зимний режим. Он может отмечаться как «Snow», «W», «HOLD», «Winter». При активации этого положения включается щадящий режим езды на заснеженной местности, к примеру, при езде по гололеду или грязи. В большинстве транспортных средств это положение имеет ограничения в регулярном использовании, связанные с увеличенной нагрузкой на механизмы и узла трансмиссии. Из-за перегрева его использование не допускается в теплое время года при езде по сухому асфальту.

Езда за городом на автомате

Вождение автомобиля с АКПП за чертой города пользуется большим спросом. Если вы эксплуатируете ее правильно, то движение будет проходить плавно, без рывков с качественным контролем оборотов. Трансмиссия практически специально разработана для дальних дистанций, ведь автомобиль сам выбирает необходимое ему положение.

Управление АКПП не считается чем-то очень сложным и невероятным. Долго учиться такому способу не придется, ведь, как известно, он гораздо проще механики. Машина практически едет сама, скорости переключаются автоматически, а нога видит всего две педали. Вождение АКПП – это простой процесс, которому пошагово обучают в автошколах.

Основные режимы:

«P»

Данный режим используется на стоянке. Включать его можно только после полной остановки автомобиля на ровной поверхности. Переход в режим «Р» осуществляется до того, как будет отпущена педаль тормоза. После переключения мотор будет отсоединен от трансмиссии. Для блокировки используется дополнительная шестерня.

Важно: если использовать «Р» в движении, можно сломать фиксирующую шестерню, что чревато дорогостоящим ремонтом мотора. Также нельзя использовать описываемый режим без ручного тормоза автомобиля, при парковке на уклоне, превышающем 15 градусов

Также нельзя использовать описываемый режим без ручного тормоза автомобиля, при парковке на уклоне, превышающем 15 градусов.

«R»

Режим движения задним ходом. Активировать реверс можно только после полной остановки автомобиля. Перед начала движения назад, следует подождать примерно 1.5 секунды. Без нажатия кнопки-фиксатора на рукоятке АКПП из этого режима можно перейти только в нейтральный.

«N»

Нейтральная передача. В ней двигатель работает в холостую (не передает крутящий момент колесам). Как правило, нейтраль используется для кратковременных остановок. Крайне не рекомендуется включать нейтральную передачу до остановки машины. Также «нейтралка» используется во время буксировки автомобиля. При этом буксировка должна происходить на скорости не выше 45 км/ч (и непродолжительное время).

В этот же режим можно вернутся без снятия нажатия кнопки из режима «Драйв» при полной остановке.

«D», «D1», «D2», «D3»

Основной режим работы АКПП обозначается буквой «D». Езда на 4 передачах. В этом режиме, в зависимости от текущего нажатия педали газа, электроника сама будет осуществлять понижение или повышение передачи.

Режимы, обозначенные просто цифрами (1, 2, 3) или буквой «D» с какой-нибудь из цифр означает пониженные передачи. Соответственно в 3-ке коробка не будет переключаться выше третьей передачи. В 2-ке АКПП не станет переключаться выше 2-ой передачи.

Режим «D1» или «1» или «L» — это использование только первой передачи. Применяется в тех случаях, когда скорость авто не может превысить 25 км/ч. Данный режим ни в коем случае нельзя включать во время движения при большой скорости! В противном случае, может случится потеря управления и занос. «Единица» применяется также применяется в ситуациях, когда нужно на полную катушку использовать возможности автомобиля по торможению двигателем.

Что такое автоматическая коробка передач

Автомат — это трансмиссия, в которой передачи переключаются без вмешательства водителя. Чтобы управлять коробкой, в салоне расположены педали тормоза и газа (акселератора), а также селектор переключения режимов.

Автоматическая коробка передач бывает разных типов:

• «классическая» коробка с планетарным механизмом;
• бесступенчатый CVT;
• робот.

В качестве сцепления в первых двух типах используется гидротрансформатор, а в роботе — диски.

Коробка автомат передаёт крутящий момент от двигателя к колёсам. Кроме прямой передачи автоматическая коробка передач снижает или повышает передаточные числа, что позволяет трогаться и передвигаться на машине с разной скоростью. Так, чтобы сдвинуть автомобиль с места, нужна большая мощность, поэтому первая ступень имеет передаточное число выше 2. Для поддержания высокой скорости нужен «спринтер» — высшая ступень с числом меньше 1.

Немного теории

Вы управляли автомобилем с МКПП и не относитесь к «чайникам»? Тогда на первых порах вождения АКПП следите за положением левой ноги. Приобретенная привычка нажимать педаль сцепления, которая отсутствует на авто, оснащенных АКПП может помешать во время езды. Очевидно: перед управлением машиной, оборудованной селектором, научитесь пользоваться только одной ногой — быстро перемещать правую ногу с педали «газа» на «тормоз», не вспоминая  при этом про сцепление.

Рычаг переключения скоростей в автомобилях, оборудованных АКПП, называется селектором, он дополнительно оснащен кнопкой разблокировки, предотвращающей неправильное переключение передач. Основное достоинство указанного типа коробок — возможность подбора электроникой передаточного числа, соответствующего условиям езды, без участия водителя. Отсутствует необходимость учиться плавно переключать передачи: «умная» коробка справляется с этой задачей самостоятельно.

Вождение машины, оснащенной автоматической коробкой передач, начинается с изучения основных режимов работы агрегата, имеющих соответствующие обозначения:

1. «Р» — парковочный, используется для пуска мотора. Селектор переключается в эту позицию при условии полной остановки ТС или при использовании ручника. Некоторые изготовители автомобилей с автоматическими коробками в инструкции по эксплуатации машины указывают необходимость использования ручного тормоза во время применения позиции «Паркинг».
2. «D» — движение вперед, позволяет авто двигаться вперед. От степени нажатия педали «газа» и условий движения транспортного средства передачи будут подбираться автоматически. Находясь в указанном режиме, машина, стоящая на наклонной поверхности, не будет скатываться назад, если угол наклона поверхности не слишком крутой.
3. «R» — задний ход, позволяет автомобилю двигаться назад. Включается это положение после полной остановки авто, плюс при выжатой педали «тормоза».
4. «N» — нейтралка, применяется для прогревания мотора в холодное время года, не рекомендуется переключать селектор в указанное положение во время движения машины. Обеспечивает холостую работу силового агрегата без передачи крутящего момента на колеса.
5. «D2» (или S) — понижение передачи, используется на спусках, подъемах. Остановить машину в этом режиме получится более эффективно, чем при положении «D». Коробка будет использовать только две передачи – первую и вторую.
6. «D1»(или L) — последующий диапазон уменьшения передачи, используется при обледенении дорог, горном серпантине, в отдельных случаях можно использовать для торможения двигателем. В этом режиме автомобиль всегда будет двигаться на первой передаче.

Переключение селектора из положения «D» в позиции «D3»(D2), «D2»(D1) выполняется при движении машины. Усовершенствованные автоматические коробки переключения передач имеют дополнительные режимы разгона:

• экономный — «Е»;
• нормальный — «N»;
• спортивный — «S».

Рекомендуем «чайникам» посмотреть видео о вождении машины с АКПП для начинающих: