Акпп что это такое – Автоматическая коробка переключения передач — это… Что такое Автоматическая коробка переключения передач?

Содержание

Автоматическая коробка передач — Энциклопедия журнала «За рулем»

Автоматическая коробка передач — АКП, механизм изменения передаточного отношения трансмиссии, работающий без непосредственного участия водителя. Автомобиль, оснащенный АКП, имеет сокращенное количество устройств управления, вместо трех педалей («газа», тормоза и сцепления) в нем установлено две педали («газа» и тормоза, педаль выключения сцепления отсутствует). При этом педаль «газа» служит не для увеличения-уменьшения оборотов двигателя, как в автомобиле с механической КП, а для изменения скорости движения автомобиля. В отличие от механической коробки передач АКП оснащается не рычагом переключения, а селектором выбора режима работы.
По устройству АКП разделяются на обычные двух и трехвальные МКП, дополненные гидротрансформатором (вместо сухого сцепления) и системой автоматического переключения (с электронным, электромеханическим или электропневматическим управлением), и на планетарные, в которых планетарный редуктор работает в паре с гидротрансформатором. Наиболее типичные — планетарные АКП с гидротрансформатором.

Устройство

Планетарная АКП состоит из гидротрансформатора, планетарной КП (планетарных редукторов), барабанов, фрикционных и обгонной муфт, соединительных валов. Барабаны АКП оснащаются ленточными тормозами для их остановки и включения нужной передачи планетарного редуктора.

Гидротрансформатор в автоматической трансмиссии выполняет функции сцепления и устанавливается между коленчатым валом двигателя и КП. Гидротрансформатор состоит из ведущей и ведомой турбин и неподвижно закрепленного относительно двигателя статора (иногда статор выполняется вращающимся, в этом случае он оснащается ленточным тормозом — применение подвижного статора добавляет гидротрансформатору гибкости на малых оборотах двигателя и улучшает его характеристики). Ведущая турбина вращается, как и ведущий диск сцепления, с той же частотой, что и коленчатый вал двигателя. Ведомая турбина вращается за счет гидродинамических сил, возникающих из-за вязкости заполняющей внутреннюю полость гидротрансформатора жидкости. Основное назначение гидротрансформатора — передача вращения коленчатого вала на шестерни планетарной КП с проскальзыванием, что обеспечивает плавное переключение передач и начало движения автомобиля. При больших оборотах двигателя ведомая турбина блокируется и гидротрансформатор выключается, передавая крутящий момент с коленчатого вала на шестерни АКП напрямую (соответственно, потерь).
Планетарная КП или планетарный редуктор — комплекс из большой коронной шестерни (эпицикла), малой солнечной шестерни и связывающих их шестерен-сателлитов, закрепленных на водиле. В разных режимах работы редуктора вращаются разные шестерни, а один из блоков (эпицикл, солнечная шестерня или водило с сателлитами) закреплен неподвижно.

Схема АКП: 1 — турбинное колесо;
2 — насосное колесо;
3 — колесо реактора;
4 — вал реактора;
5 — первичный вал планетарного редуктора;
6 — главный масляный насос;

7 — фрикцион II и III передач:
8 — тормоз I и II передач;
9 — фрикцион III передачи и передачи заднего хода;
10 — муфта свободного хода I передачи;
11 — тормоз заднего хода;
12 — первый промежуточный вал;
13 — второй промежуточный вал;
14 — барабан с зубчатым венцом;
15- центробежный регулятор;
16 — вторичный вал;
17 — механизм переключения передач;
18 — дроссельный клапан;
19 — кулачок

Фрикционные муфты предназначены для переключения передач введением в зацепление (или, наоборот, выведением из зацепления) шестерен планетарного редуктора АКП. Муфта состоит из ступицы (хаба) и барабана. На внешней поверхности ступицы и внутренней барабана расположены прямоугольные зубья (на ступице) и такие же шлицы (внутри барабана), которые по форме соответствуют друг другу, но не зацеплены. Между ступицей и барабаном располагается набор (пакет) кольцеобразных фрикционных дисков. Половина дисков выполнена из металла и оснащена выступами, входящими в шлицы внутренней поверхности барабана. Вторая половина дисков — из пластмассы и имеет вырезы, в которые входят зубья ступицы. Таким образом, механическое сцепление ступицы и барабана происходит через трение металлических и пластмассовых дисков пакета фрикционной муфты.

Сообщение и разобщение ступицы и барабана фрикционной муфты происходит после сжатия пакета дисков кольцеобразным поршнем, установленным внутри ступицы. Поршень имеет гидравлический привод. Жидкость в цилиндр привода подается под давлением через кольцевые канавки в барабане, валах и картере АКП.
Обгонная муфта используется для уменьшения ударных нагрузок на фрикционные муфты при переключении передач и для отключения двигателя при движении автомобиля накатом (при некоторых режимах работы АКП). Обгоная муфта устроена таким образом, что свободно проскальзывает при вращении в одном направлении и заклинивает при обратном (передавая деталям АКП вращающий момент). Она состоит из двух колец — внешнего и внутреннего — и расположенных между ними набора роликов, разделенных сепаратором. После увеличения оборотов двигателя и переключения передачи АКП один из блоков планетарного ряда стремится вращаться в обратную сторону — обгонная муфта заклинивает этот блок, предотвращая обратное вращение.

Принцип работы АКП

Рассмотрим работу четырехступенчатой АКП, оснащенной двумя планетарными редукторами.
Первая передача. Солнечная шестерня первого планетарного ряда не подключена к двигателю, первый ряд не участвует в передаче крутящего момента. Солнечная шестерня второго ряда соединена с коленчатым валом двигателя (добавим — через гидротрансформатор). Водило с сателлитами второго планетарного ряда соединено с выходным валом КП. Эпицикл (самая большая коронная шестерня) второго ряда при низких оборотах двигателя прокручивается через обгонную муфту, крутящий момент на механизмы трансмиссии не передается. Как только обороты двигателя повышаются, обгонная муфта блокирует коронную шестерню — начинается передача крутящего момента через сателлиты и водило. Автомобиль трогается с места и начинает движение.

Вторая передача. Солнечная шестерня первого ряда заблокирована и неподвижна. Водило с сателлитами первого ряда входит в зацепление с эпициклом второго ряда через обгонную муфту. Эпицикл первого ряда входит в зацепление с водилом второго ряда, которое соединено с выходным валом КП. Крутящий момент от двигателя передается через солнечную шестерню второго ряда. В этом режиме работают оба планетарных ряда КП.
Третья передача. Шестерни первого ряда не принимают участия в передаче крутящего момента. Солнечная шестерня второго ряда и эпицикл второго ряда соединены со входным валом, крутящий момент передается водилом на выходной вал. Преобразования крутящего момента не происходит — АКП работает в режиме прямой передачи.
В режимах первой, второй и третьей передач водитель не может тормозить двигателем. Для обеспечения возможности торможения двигателем предусмотрена блокировка обгонной муфты фрикционной муфтой. Тогда при отпускании педали «газа» шестерни коробки не будут разобщать механизмы трансмиссии с двигателем.
Четвертая передача. Это режим ускоряющей передачи, когда передаточное число трансмиссии больше единицы. Солнечная шестерня первого ряда остановлена. Крутящий момент передается на водило с сателлитами первого планетарного ряда. Эпицикл первого ряда входит в зацепление с водилом второго ряда, которое, в свою очередь, передает крутящий момент на механизмы трансмиссии. Солнечная шестерня и эпицикл второго ряда в передаче крутящего момента не участвуют.
Задний ход. Солнечная шестерня первого ряда соединена с коленчатым валом двигателя. Водило второго ряда заблокировано фрикционной муфтой. Эпицикл первого ряда входит в зацеплении с водилом второго ряда, которое, в свою очередь, соединено с выходным валом. Выходной вал вращается в обратную сторону.

Системы управления АКП

Система управления режимами работы АКП выполнена в виде гидравлических приводов, передающих давление масла от гидронасоса к поршням исполнительных механизмов фрикционных муфт и тормозных лент барабанов. Поток масла в маслопроводах перераспределяют золотники, которые управляются либо вручную положением селектора АКП, либо автоматически. Блок автоматического управления АКП может быть гидравлическим или электронным.
«Классическая» АКП управляется гидравлическим механизмом, который состоит из центробежного регулятора давления жидкости, установленного на выходном валу двигателя и датчика давления гидравлического привода педали «газа». Золотники перемещаются под давлением обеих гидроцепей, что позволяет АКП переключать передачи в соответствии с частотой вращения коленчатого вала двигателя и положения педали «газа».

В электронной системе автоматического управления вместо гидравлического привода золотников используется электромеханический — золотники перемещаются соленоидами. Команды на перемещения золотников дает блок электронного управления, в современных автомобилях — центральный бортовой компьютер автомобиля. Этот же компьютер обычно управляет и системой зажигания, и впрыском топлива. Команды на перемещение золотников блок электронного управления получает от датчика частоты вращения выходного вала двигателя и положения педали «газа». Переключать передачи можно и в ручном режиме, перемещая селектор в нужное положение.
В большинстве современных АКП предусмотрено ручное управление коробкой даже после полного выхода из строя электронной системы управления. При этом в любом случае вручную можно включить прямую (третью по описанной выше четырехступенчатой схеме) передачу, а если не повреждена электромеханическая часть системы управления — все передачи ручным переводом селектора.

Селектор АКП

В 50-е годы прошлого века общепринятым стандартом системы управления АКП стал селектор «PRNDL» — по перечислению очередности включения режимов автоматической КП. Именно эта последовательность была признана наиболее безопасной и рациональной с точки зрения конструкции АКП.
Режимы работы АКП — положения селектора переключения.

P — парковочный режим. Двигатель отсоединен от трансмиссии. АКП блокирована внутренним механизмом и соединена с трансмиссией, что обеспечивает блокировку всех механизмов трансмиссии. При этом АКП никак не связана со стояночным тормозом и не отменяет необходимость его использования на стоянках.

R — режим заднего хода. Во всех современных АКП селектор в этом положении дополнен блокировочным механизмом, предотвращающим случайное включение заднего хода при движении автомобиля вперед.
N — нейтральный режим АКП. Задействуется при остановках, движении накатом, буксировке.
D — основной режим работы АКП («Драйв»). Задействованы все ступени АКП (обычно и повышающая передача, которая в противном случае может включаться дополнительным положением рукоятки селектора с обозначением «2» или «D2»).
L — режим пониженной передачи, который используется для движения по бездорожью и на крутых подъемах.
Этот порядок переключения селектора АКП был закреплен в США законодательно в 1964 году. Отступление от этого стандарта считается недопустимым с точки зрения безопасности автомобиля.

Как работает автоматическая коробка передач?

Если Вы когда-либо водили автомобиль с автоматической коробкой передач, то Вы знаете, что существуют два основных отличия между автоматической и механической трансмиссиями:
  • В автомобилях с автоматом нет педали сцепления.
  • В автомобилях с автоматом не нужно переключать передачи. Как только Вы поставите селектор в положение Drive, переключение происходит автоматически.
Как автоматическая коробка передач (с гидротрансформатором крутящего момента), так и механическая (со сцеплением) предназначены для выполнения одной функции, но работают они совершенно по-разному. Автоматическая коробка передач работает абсолютно удивительным образом!

В этой статье мы расскажем о том, как устроена коробка-автомат. Мы начнем с рассказа об основном компоненте такого типа коробки — планетарной передачи.

Назначение автоматической коробки передач

Расположение автоматической коробки передач. Также как и механическая коробка передач, коробка-автомат позволяет двигателю работать в ограниченном диапазоне оборотов, обеспечивая широкий диапазон скоростей.

Без трансмиссии было бы доступно только одно передаточное отношение, и это отношение выбиралось бы в зависимости от необходимой максимальной скорости. Если Вам нужна максимальная скорость 120 км/ч, то такое передаточное отношение соответствует третьей передаче в большинстве автомобилей с механической коробкой.

Но, скорее всего, вы никогда не пробовали водить только на третьей передаче. А если и пробовали, то, наверняка, замечали, что при трогании автомобиль не обеспечивает разгон, а на максимальной скорости тахометр уходит в красную зону. Такой автомобиль быстро выйдет из строя, и его будет практически невозможно водить.

По этой причине в трансмиссии присутствуют передачи для наиболее эффективного использования крутящего момента двигателя и обеспечения работы двигателя на соответствующих оборотах. При буксировке или перевозке тяжелых грузов, коробка передач нагревается настолько сильно, что трансмиссионная жидкость может загореться. Для защиты трансмиссии от серьезных повреждений, водителям, занимающимся буксировкой, рекомендуется покупать автомобили с охладителем масла коробки передач.

Основным различием между механической и автоматической коробками передач является то, что механическая коробка блокирует и разблокирует шестерни для обеспечения различных передаточных отношений, в то время как в автоматической коробке один и тот же набор шестерен обеспечивает различные передаточные отношения. Планетарная передача является механизмом, применяющимся в автоматической коробке передач.

Давайте рассмотрим, как работает планетарная передача.

Слева направо: кольцевая шестерня, водило, две солнечные шестерни Если Вы разберете автоматическую коробку передач, то увидите, что в достаточно небольшом пространстве расположено большое количество деталей. Среди всего прочего, Вы обнаружите:
  • Хитроумную планетарную передачу
  • Ленточные тормоза для блокировки элементов передачи
  • Муфты, работающие в масле, для блокировки других элементов передачи
  • Достаточно необычная гидравлическая система, которая управляет работой ленточных тормозов и муфт
  • Большой шестеренчатый насос для циркуляции трансмиссионной жидкости
Планетарная передача — самая важная часть коробки. Она обеспечивает весь диапазон передаточных отношений автоматической коробки передач. Все остальные устройства лишь помогают работе планетарной передачи. В настоящее время планетарные передачи используются довольно часто, например, в электрошуруповертах. В автоматической коробке расположено две планетарные передачи, объединенные в один компонент.

Любая планетарная передача состоит из трех основных компонентов:

  • Солнечная шестерня
  • Сателлиты и водило
  • Кольцевая шестерня
Каждый из этих трех компонентов может выступать в роли входной или выходной шестерни или блокироваться. Выбор функции каждого компонента определяет передаточное отношение.

Двухступенчатая планетарная передача

В трансмиссии такого типа используется набор шестерен, который называется двухступенчатая планетарная передача. Она выглядит, как обычная планетарная передача, но, на самом деле, это две объединенные планетарные передачи. В ней используется одна кольцевая шестерня, которая всегда является выходной, а также две солнечные шестерни и два набора сателлитов.

Давайте рассмотрим некоторые элементы:

Расположение шестерней в коробке. Слева направо: кольцевая шестерня, водило, две солнечные шестерни На фото ниже представлено расположение сателлитов в водиле. Обратите внимание, что сателлит справа расположен ниже, чем сателлит слева. Сателлит справа не сопряжен с кольцевой шестерней, он сопряжен с другим сателлитом. Только сателлит слева сопряжен с кольцевой шестерней.
Водило: Обратите внимание, что используется два набора сателлитов. На фото ниже Вы можете увидеть, что находится внутри водила. Меньшие шестерни сопряжены только с меньшей солнечной шестерней. Большие сателлиты сопряжены с большей солнечной шестерней и меньшими сателлитами.
Водило: Обратите внимание, что используется два набора сателлитов.

Муфты и ленточные тормоза в автоматической коробке передач

Каждое передаточное отношение коробки соответствует определенной передаче. Если говорить о повышающей передаче:

В коробке передач с повышающей высшей передачей, вал, соединенный с корпусом гидротрансформатора (который прикреплен к маховику двигателя), соединен с водилом при помощи муфты. Меньшая солнечная шестерня вращается свободно, в то время как большая солнечная шестерня блокируется ленточным тормозом повышающей передачи. В данном случае, отсутствуют элементы, соединенные с турбиной; входной крутящий момент идет от гидротрансформатора.

Для перехода в режим повышающей передачи требуется сопряжение и блокировка различных элементов при помощи муфт и ленточных тормозов. Водило соединяется с гидротрансформатором при помощи муфты. Меньшая солнечная шестерня отсоединяется от турбины при помощи муфты для обеспечения свободного вращения. Большая солнечная передача удерживается ленточным тормозом для предотвращения вращения. Каждое переключение передачи вызывает последовательность подобных событий, в которых задействованы различные муфты и ленточные тормоза. Давайте рассмотрим ленточные тормоза.

Ленточные тормоза

В автоматической коробке передач используются два ленточных тормоза. Буквально говоря, ленточные тормоза в коробке передач представляют собой стальные ленты, которые оборачиваются вокруг элементов блока шестерен и соединяются с корпусом. Они приводятся в действие гидравлическими цилиндрами в корпусе коробки передач.
Ленточный тормоз На фото выше представлен один из ленточных тормозов в корпусе коробки передач. Блок шестерен на фото не показан. Металлический трос соединен с поршнем, который приводит в действие ленточный тормоз.
Поршни, приводящие ленточные тормоза в действие, представлены на фото. На фото выше изображены два поршня, приводящие в действие ленточные тормоза. Гидравлическое давление нагнетается в цилиндр несколькими клапанами, в результате чего поршни давят на ленточный тормоз, и шестерня блокируется.

Работа муфт в коробке передач осуществляется немного сложнее. В автоматической коробке передач используются четыре муфты. Каждая муфта приводится в действие гидравлической жидкостью под давлением, которая поступает в поршень каждой муфты. Пружина обеспечивает возврат муфты в начальное положение при отсутствии давления. Ниже представлен поршень и барабан муфты. Обратите внимание на резиновую прокладку поршня — она меняется при капитальном ремонте коробки передач.

Одна из муфт коробки передач На следующем фото представлены сменные диски из фрикционного материала и стальные пластины. Фрикционный материал имеет пазы на внутренней стороне для зацепления с шестерней. Стальные пластины имеет пазы на внешней стороне для зацепления с корпусом муфты. Эти диски муфты также меняются при капитальном ремонте коробки передач.
Диски муфты Давление на муфты подается по каналам в валах. Гидравлическая система контролирует работу муфт и ленточных тормозов и включает необходимое устройство в нужный момент.

Автоматическая коробка передач: гидравлика, насосы и центробежный регулятор

Гидравлика
Автоматическая коробка передач выполняет несколько задач. Вы чаще всего даже не подозреваете, сколько обязанностей на нее возлагается. Ниже мы привели некоторые функции коробки-автомата:
  • При работе в режиме повышающей передачи (четырехступенчатая коробка), трансмиссия автоматически выбирает передачу, соответствующую скорости автомобиля и положению педали газа.
  • При медленном разгоне, переключение передач происходит на более низких оборотах, чем когда Вы до конца нажимаете на педаль газа.
  • При нажатии газа в пол, коробка переходит на более низкую передачу.
  • При переводе селектора на пониженную передачу, коробка переходит на более низкую передачу, независимо от скорости автомобиля. Если автомобиль едет слишком быстро, коробка ждет до замедления, после чего переходит на пониженную передачу.
  • При выборе второй передачи, коробка не переходит ни на повышенную, ни на пониженную передачу, даже при полной остановке автомобиля, если Вы не переведете селектор в другое положение.
Скорее всего, Вы видели, как это работает. «Мозги» коробки контролируют эти и многие другие функции. Каналы, представленные на фото, подводят жидкость к различным компонентам коробки. Каналы вырезаны в металлических деталях и являются эффективным механизмом подвода жидкости. Без них потребовалось бы использование многочисленных патрубков, соединяющих различные части трансмиссии. Далее мы рассмотрим основные компоненты гидравлической системы.

Насос
В автоматической коробке передач используется насос, который называется шестеренчатый насос. Данный насос обычно располагается на корпусе коробки передач. Насос подает жидкость из поддона коробки в гидравлическую систему. Насос также питает охладитель масла коробки передач и гидротрансформатор.

Шестеренчатый насос автоматической коробки передач Внутренняя шестерня насоса крепится к корпусу гидротрансформатора для обеспечения скорости вращения, одинаковой с двигателем. Внутренняя шестерня вращает коронную. При вращении шестерней, жидкость, с одной стороны, подается в серповидную полость, с другой — поступает в гидравлическую систему.

Центробежный регулятор
Центробежный регулятор представляет собой «умный» клапан, который «сообщает» коробке передач скорость движения автомобиля. Он подключается на выходе, поэтому, чем быстрее едет автомобиль, тем выше скорость вращения центробежного регулятора. В центробежном регуляторе установлен подпружиненный клапан, степень открытия которого зависит от скорости вращения регулятора — чем выше скорость вращения, тем больше открывается клапан. Жидкость от насоса подается на регулятор через ведомый вал.

Чем быстрее едет автомобиль, тем выше скорость вращения регулятора, тем больше открывается клапан, и тем выше давление подаваемой жидкости.

какие бывают типы автоматических коробок передач автомобилей

С момента появления первой автоматической трансмиссии, КПП данного типа составили серьезную конкуренцию МКПП. При этом долгое время коробка автомат устанавливалась на автомобили среднего класса и премиального сегмента, однако в дальнейшем агрегат стал массовым.

Благодаря огромной популярности, а также с учетом постоянного ужесточения норм и стандартов касательно топливной экономичности и экологичности, производители постоянно совершенствуют автоматическую трансмиссию, предлагают инновационные решения и т.д.

В результате сегодня можно выделить, как минимум, три основных типа «автоматов», которые сильно отличаются друг от друга по конструкции и принципам работы, однако каждый из них называется АКПП. Далее мы поговорим о том, какие бывают автоматические коробки, а также какие особенности имеет тот или иной агрегат.

Читайте в этой статье

Коробки — автомат: виды, типы и отличия

Начнем с того, что при выборе автомобиля с автоматом коробке передач нужно уделять отдельное внимание. Дело в том, что хотя все АКПП значительно повышают комфорт и упрощают процесс управления ТС, позволяя переключать передачи без участия водителя, каждая коробка имеет как определенные плюсы, так и минусы. Давайте разбираться. 

  • Гидромеханический автомат АКПП (гидроавтомат, гидротрансформаторная АКПП) является первым типом автоматических коробок, который появился сразу за «механикой» и стал главным конкурентом МКПП.

Такая автоматическая трансмиссия фактически представляет собой  два отдельных устройства (гидротрансформатор и планетарную коробку передач). Наличие ГДТ (является сцеплением АКПП) означает, что нет прямой связи между двигателем и коробкой, крутящий момент от ДВС на КПП передается посредством двух турбин и рабочей жидкости (трансмиссионное масло ATF) .

Также масло в коробке автомат под давлением подается по отдельным каналам в гидроплите (гидроблок АКПП), благодаря чему жидкость является рабочим телом и воздействует на исполнительные устройства для включения передач.

На начальном этапе постой гидроавтомат представлял собой совокупность гидравлических и механических устройств, однако после активного внедрения электроники в конструкцию были внесены определенные изменения.

В современных АКПП жидкость перепускается по каналам посредством специальных клапанов (соленоид АКПП), которые управляются ЭБУ коробкой. В свою очередь, для корректного включения режимов и передач электронный блок получает сигналы с различных датчиков, которые информируют контроллер о скорости движения, нагрузке на двигатель, положении педали газа и т.д.

Также электронные устройства позволили расширить функционал АКПП. Коробка получила больше передач (общее количество может доходить до 6 и больше), появились дополнительные режимы (зима, спортрежим, экономичный режим), а также была реализована возможность эффективного переключения передач вручную (полуавтоматический режим работы АКПП Типтроник). 

Если говорить о преимуществах, гидроавтомат имеет достаточно большой ресурс (в отдельных случаях до 500 тыс. км.), а также обеспечивает неплохой уровень комфорта при езде.

Что касается основных недостатков, такая коробка  дорогая в ремонте, требует регулярного обслуживания, требовательна к качеству трансмиссионного масла, боится длительных нагрузок и тяжелых условий эксплуатации, не отличается высокой экономичностью, склонна к перегреву. Еще отметим, что потери в ГДТ приводят к тому, что КПД гидромеханических автоматов снижается по сравнению с аналогами. В результате страдает разгонная динамика. 

Такая трансмиссия, как и АКПП, имеет гидротрансформатор для передачи крутящего момента от ДВС, однако сама коробка сильно отличается. Если коротко, имеются два шкива, установленные на валах вариатора. Указанные шкивы соединены между собой  ремнем или цепью. В зависимости от нагрузки и скорости, ведущий и ведомый шкив изменяют свой диаметр, в результате чего крутящий момент на колесах также меняется. Причем происходит это предельно плавно.

С учетом того, что привычных фиксированных скоростей (ступеней) нет, благодаря такой особенности коробка вариатор CVT называется бесступенчатой трансмиссией (гибкое изменение передаточного отношения). Данный тип автоматов отличается от аналогов максимальной плавностью хода, так как смены передачи фактически не происходит. Обороты двигателя также удерживаются на одном уровне, без резкого увеличения и спада.

Как и в случае с АКПП, могут быть реализованы допрежимы (зимний, экономичный, спортивный, а также Типтроник с имитацией ручного переключения передач). При езде на авто с вариатором водители отмечают полное отсутствие ощутимых толчков, вибраций и т.п. Также следует выделить неплохую разгонную динамику и топливную экономичность.

Однако есть и минусы. Прежде всего, вариатор не рассчитан на высокие и даже средние нагрузки,  не отличается большим ресурсом, крайне сложен и дорог в ремонте, требователен к качеству и уровню масла. Это значит, что такую коробку не устанавливают в паре с мощными двигателями, в процессе эксплуатации трансмиссию крайне не рекомендуется нагружать.

  • Роботизированная коробка передач (коробка робот или АКПП робот) является еще одним видом автоматических трансмиссий, который по целому ряду причин стал действительно массовым около 20 лет назад.

Примечательно то, что данный агрегат разработан давно и фактически является механической коробкой передач с одним сцеплением, в которой при этом автоматизировано управление работой сцепления, а также выбора и включения/выключения нужной передачи.

Простыми словами, АКПП робот является автоматизированной (роботизированной) механикой. Такая коробка отличается низкой стоимостью производства (что заметно снижает стоимость всей машины), позволяет добиться значительной экономии топлива (по аналогии с механикой), а также динамичного разгона.

Если рассматривать недостатки, тогда, прежде всего, следует выделить заметное снижение комфорта по сравнению с АКПП и вариаторами. Простыми словами, сцепление остается точно таким же, как и на МКПП, при этом робот не всегда своевременно, быстро и точно подбирает нужную передачу, не может плавно управлять сцеплением и т.д.

В результате в момент переключений ощущаются толчки, рывки и т.д., робот затягивает переключений передач, не всегда точно подбирает передачи в соответствии с постоянно меняющимися условиями во время движения.

Также исполнительные механизмы (сервомеханизмы, актуаторы) на роботизированных коробках РКПП быстро выходят из строя, качественный ремонт часто является невозможным, то есть нужна полная замена. При этом важно понимать, что подобные механизмы стоят достаточно дорого.  

С одной стороны, конструкция осталась похожей на механику, однако инженеры условно разместили сразу две такие механические коробки в одном корпусе.  Одна коробка имеет четные передачи, другая нечетные, также для каждой предусмотрено отдельное сцепление.

Если коротко, пока автомобиль движется, например, на одной передаче, следующая за ней уже также выбрана и включена, однако не задействована, так как сцепление выключено. В момент переключения передачи работающее сцепление быстро отключается, затем моментально подключается второе. Смена передачи происходит так быстро, что водитель этого почти не ощущает.    

При этом управление таким роботом больше напоминает схему управления АКПП (имеется гидроблок под названием Мехатроник, необходимо большее количество трансмиссионного масла и т.д.). Одновременно с этим также присутствует большое количество сервомеханизмов (по аналогии с однодисковым роботом, который имеет одно сцепление).

Из плюсов можно выделить высокую топливную экономичность и отличную динамику разгона, высокий уровень комфорта, а также лучшую способность коробки справляться с высокими нагрузками по сравнению с АКПП и вариаторами. 

При этом преселективная коробка сложная и дорогая в производстве, имеет заметно меньший ресурс, на практике раньше требует вмешательства, чем АКПП или вариатор. Что касается ремонта, роботы данного типа нуждаются исключительно в квалифицированном обслуживании, зачастую также требуются наборы дорогостоящего спецоборудования для проведения многих процедур (например, замена сцепления DSG).    

Как отличить робот от автомата или вариатора

Дело в том, что производители стремятся максимально упростить весь процесс взаимодействия водителя с коробкой. По этой причине, например, робот может иметь такой же селектор и режимы (P-R-N-D), как вариатор или АКПП.

Что касается ощущений при езде (при условии, что трансмиссия и сам автомобиль полностью в исправном состоянии), можно обратить внимание на следующее:

  • в случае с «классическим» автоматом и преселективными роботами в режиме D может ощущаться легкий толчок;
  • на вариаторе момент переключений не чувствуется;
  • однодисковый робот может на низких оборотах в спокойном режиме переключаться относительно плавно, однако при динамичной езде коробка начинает толкаться сильнее. Рекомендуем также прочитать статью о том, что такое селектор АКПП. Из этой статьи вы узнаете о различных видах селекторов коробки автомат, а также какие особенности и отличия реализации селектора АКПП можно встретить на автоматах разных типов.

По этой причине рекомендуется отдельно изучать мануал к автомобилю, чтобы точно определить, какой тип трансмиссии установлен на конкретной модели. Как правило, следует обращать внимание на следующие указания:

  • AT — зачастую обозначает гидромеханический автомат;
  • CVT — вариаторная коробка передач;
  • AMT- роботизированная коробка с одним сцеплением;

Также можно задать вопрос на профильных автофорумах, отдельно изучить техническую литературу и т.д.

 

Подведем итоги

Как видно, каждая коробка автомат имеет как сильные, так и слабые стороны. Также с учетом разнообразия можно столкнуться с тем, что сразу определить, какая именно АКПП стоит на том или ином автомобиле, бывает затруднительно.

Напоследок отметим, что в процессе эксплуатации важно отдельно учитывать те или иные особенности конкретного автомата в зависимости от типа трансмиссии и вида АКПП. Также нужно строго соблюдать правила обслуживания автоматической коробки передач, что позволяет увеличить ресурс агрегата.

Читайте также

что это такое, как работает, гидроплита АКПП

В современных конструкциях гидроблок АКПП совмещён с электронной платой управления (ТСМ). Вместе этот «мозг» регулирует гидравлическое давление в коробке автомат, направляя потоки жидкости в нужный компонент. Если возникнет необходимость заменить гидроплиту, то придётся перенастраивать модуль управления. Чтобы избежать серьёзного ремонта, нужно понимать, как устроен и как работает гидроблок АКПП.

Что такое гидроблок АКПП

Устройство и назначение гидроблока АКПП

Что такое гидроблок АКПП — это распределительная плита со множеством каналов, в которых установлены регулирующие клапаны, датчики, гидроаккумуляторы, соленоиды, фильтры. Сложное устройство обусловлено задачами, которые выполняет узел:

  • регулирует давление в общей магистрали коробки передач;
  • направляет жидкость для охлаждения соединений;
  • управляет включением и отключением блокировки гидротрансформатора;
  • направляет потоки масла к поршням тормозной системы для переключения передач;
  • гасит повышенное давление, обеспечивая мягкую последовательную работу АКПП.

Устройство гидроблока АКПП

Соленоиды АКПП работают по сигналу ТСМ и бывают разных типов:

  • «On-Off» работают в положении открыт-закрыт;
  • соленоиды PWM, VBS, VFS открываются постепенно, и могут регулировать давление жидкости.

Остальные клапаны золотниковые. Плунжер открывает путь потоку, смещаясь под давлением жидкости. После снижения давления клапан возвращается в исходное положение за счёт пружины.

Клапаны гидроблока Клапаны гидроблока АКПП

Принцип работы гидравлического блока АКПП

Принцип работы гидроблока заключается в распределении ATF, подаваемой маслонасосом, к исполняющим органам автомата. Например, переключение скоростей происходит следующим образом:

  1. ТСМ получает данные с внешних и внутренних датчиков. В зависимости от температуры, давления и других показателей модуль рассчитывает и подаёт ток, необходимый для управления соленоидом переключения. Каждый электромагнитный клапан получает определённый ток.
  2. Соленоид открывает проход для масла к золотниковым клапанам.
  3. По лабиринту каналов жидкость поступает к гидроаккумулятору, который управляет поршнем тормозной ленты. За счёт плавного давления фрикционы сжимаются безударно, а водитель не ощущает толчков при смене передачи.
  4. Одновременно стравливается давление с тормозной муфты предыдущей передачи.

На переключение скоростей в 6- и 8-ступенчатых АКПП у гидроблока уходит менее 0,3 с. Это достигается инженерными расчётами, конструктивными размерами и точным подбором деталей, способных поддерживать давление жидкости в контрольных точках. Показатель давления зависит от режима работы двигателя, включенной передачи, скорости автомобиля, т.е. неисправность гидроблока отражается на комфорте и динамике движения.

Наиболее распространенные поломки гидроблока

Настройки компьютера оптимизированы под экономию топлива и быстрые разгоны. В 6- и 8- скоростных автоматах, роботах, вариаторах водитель может выжать из двигателя максимум даже в агрессивных режимах. Но такая свобода выбора оплачивается быстрым износом блока клапанов и всей АКПП.

Поломки гидроблока АКПП

Происходит это из-за быстрого истирания фрикциона блокировки гидротрансформатора. Пыль, клеевые смолы распространяются по всей коробке вместе с маслом. Жидкость теряет свои свойства, не успевает охлаждаться.

Каналы гидроблока и клапаны забиваются грязью. Пружины не возвращают плунжеры в исходное положение Соленоиды не могут открыть залипший клапан. Отсюда появляются толчки и рывки при переключении передач. Металлический абразив истирает сепараторную платину и каналы плиты, меняя их геометрию. Появляются протечки масла.

Поломки гидроблока

От перегрева плавится проводка и элементы платы, поскольку температура растёт выше 120℃. Выходят из строя соленоиды. Перегреваются датчики. Тонко настроенная электроника блокирует работу неисправного узла, и АКПП уже не может включать определённую передачу.

Но даже при своевременной замене масла и хорошем охлаждении не стоит забывать о расходниках: бумажные прокладки, забитые фильтры, ослабленные пружины, задубевшая резина дают о себе знать к 100 000 км. Замена расходников часто решает проблемы с переключением передач «возрастных» АКПП.

Похожие симптомы и типичные неисправности распространены и в DSG. На проблемы в блоке мехатроника указывают:

  • переключение передач с толчками и ударами;
  • вибрации из-за резкого сцепления дисков;
  • протечки масла;
  • переход в аварийный режим.

Соленоиды включения сцеплений получают обратно из барабана масло с фрикционной пылью, металлической крошкой. Длительная работа в таком режиме снижает ресурс клапанов.

Признаки поломки гидроблока

Поскольку гидроблок управляет переключениями передач, то от его исправности зависит качество работы АКПП. Поломку блока можно распознать по следующим признакам:

  • снижение быстроты реакции на нажатие педали газа или тормоза;
  • толчки, пинки, рывки при переключении передач и режимов;
  • пробуксовка при трогании;
  • отсутствие переключений с 1 на 2, со 2 на 3 и т.д.;
  • утечки масла через изношенные прокладки;
  • ошибки на панели компьютера.

Почему так важна диагностика

Диагностика помогает выявить неисправности агрегата и определить место поломки. Без полной диагностики АКПП ни один мастер не сможет начать ремонт. Обследование начинается со сбора информации:

  • о возрасте и пробеге машины;
  • об истории замен масла;
  • о капремонтах автомата;
  • о симптомах неполадки «на холодную», «на горячую», в разных режимах.

На следующем этапе снимают и расшифровывают коды ошибок автоматической коробки, чтобы определить неисправен гидроблок или другой узел АКПП. Затем проверяют уровень и качество трансмиссионной жидкости, снимают для осмотра поддон.

При лёгких затупах замена масла, фильтра, чистка соленоидов решает проблемы переключения передач. Игнорирование симптомов приводит к общему падению давления в коробке, а затем к износу муфты блокировки гидротрансфоратора, истиранию фрикционов, разрушению втулок и подшипников. Чем дольше клапаны гидроблока работают в металлической крошке, тем сильнее истирается корпус. Превышение допусков износа влечёт замену всей плиты.

Стоит ли выполнять самостоятельный ремонт

Ремонт гидроблока своими руками представляет собой переборку, промывку всех деталей и замену расходников. Проверить давление в каналах и восстановить плиту без специального оборудования и опыта работы не получится. Поэтому лечить клапанную плиту нужно на раннем этапе, пока это можно сделать самостоятельно и недорого.

Для ремонта гидроблока своими руками нужно изучить мануалы и форумы по разборке своей АКПП. Запастись схемами расположения соленоидов и клапанов. Учесть, что ремонт может занять от нескольких часов до пары дней, если что-то пойдёт не так.

Как выполнить ремонт гидроблока своими руками

Перед началом ремонта гидроблока АКПП нужно собрать коды ошибок. Изучить устройство, типичные проблемы данной модели. Заказать расходники, например готовый ремкомплект Мастеркит, Оверолкит, Транстек и др.

В комплекте должны быть прокладка для гидроблока и поддона, уплотнительные кольца для сливной и заливной пробок. Без замены фильтра АКПП вся идея ремонта окажется бессмысленной. Но в необслуживаемых моделях автомата, например TF-80SC, придётся снимать всю коробку.

Из инструментов и материалов понадобятся:

  • ключи для откручивания заливной и сливной пробок;
  • трещотка и головки Torx для снятия поддона и гидроблока;
  • трансмиссионное масло;
  • ёмкость для слива;
  • воронка со шлангом для залива жидкости;
  • поднос с секциями или самодельная гармошка.
  • чистая тряпка без ворса.

Важные советы:

  • Каждый этап нужно фотографировать, чтобы не забыть обратную последовательность сборки.
  • Все снятые детали складывать в гармошку в порядке демонтажа.
  • Снимать поддон, фильтр, гидроблок нужно аккуратно — польётся горячая жижа. Всё масло нужно собрать в общую жидкость, чтобы учесть слитый объём.

Общая последовательность ремонта гидроблока АКПП:

  1. Слить старую жидкость.
  2. Открутить поддон. Некоторые умельцы ставят поддон на герметик, экономя на прокладке, а отдирать его шпателем или обстукивать пластиковым молотком то ещё удовольствие. Кроме того, фрагменты герметика могут попасть в поддон, а оттуда в масло АКПП.
  3. Протереть плоскость прилегания поддона.
  4. Промыть поддон и магниты. Поставить новую прокладку.
  5. Снять старый фильтр.
  6. Отсоединить разъёмы соленоидов. Отключить датчики.
  7. Открутить болты гидроблока.
  8. Отвинтить и вынуть соленоиды.
  9. Располовинить гидроплиту. Вытащить пружины, плунжеры, шарики в соответствии с мануалом.
  10. Промыть все детали, осмотреть их целостность.
  11. При необходимости проверить сопротивление соленоидов.
  12. Установить клапаны по схеме. Поставить новую прокладку. Собрать гидроблок.
  13. Закрутить соленоиды на место.
  14. Собрать коробку с новым фильтром.
  15. Залить новую жидкость в объёме слитой с добавлением 0,1 — 0,3 л в качестве компенсации пролитой. Разогреть АКПП. Проверить уровень ATF.

После сборки проверить работу коробки в разных режимах.

Порядок замены гидроблока

При сильном износе гидроплиты, принимают решение о замене на новую или восстановленную — «ребилд». Процедура несложная, но требует обновления всех расходников и промывки АКПП. Отложения и грязь внутри коробки быстро забьют новый гидроблок, поэтому от них нужно избавиться.

При пробегах свыше 100 000 км аппаратная чистка не рекомендуется. Высокое давление поднимет накопленную взвесь, которая ещё больше забьёт фильтра и каналы. Чтобы промыть АКПП используют метод вытеснения: поочередно сливают старую жижу из патрубка радиатора охлаждения и заливают новую.

Для замены гидроплиты понадобится ремкомплект уплотнений для данной модели АКПП, ключи, свежая жидкость, ёмкость для слива, воронка со шлангом, тряпка без ворса. Общие рекомендации к работе аналогичны процедуре ремонта:

  1. Слить старую жижу.
  2. Открутить болты и снять поддона. Посадочное место протереть тряпкой.
  3. Помыть крышку от налипших продуктов износа, очистить магниты от металлических ёжиков. Установить новую прокладку.
  4. Снять старый фильтр.
  5. Осмотреть доступные части АКПП, при возможности заменить резинки.
  6. Отсоединить разъёмы соленоидов. Отключить датчики.
  7. Открутить гидроблок.
  8. Поставить новый гидроблок.
  9. Подключить проводку, датчики.
  10. Поставить новый фильтр и чистый поддон.
  11. Влить новую жидкость в количестве слитой.
  12. Промыть АКПП методом вытеснения.
  13. Проверить уровень масла.
  14. Закрутить пробки с новыми уплотнительными кольцами.

Адаптивные АКПП при замене жидкости и узлов требуют переобучения.

Заключение

Блок клапанов управляет всей АКПП и сочетает в себе работу гидравлики и электроники. С появлением множества режимов, ростом количества передач, гидроблок становится капризней и требовательней. Длительная эксплуатация в грязном масле снижает ресурс гидроплиты, что отражается на комфорте движения и приводит к сложному ремонту.

Разновидности АКПП | Типы автоматических коробок передач

Водителям автомобилей оснащенных механической коробкой переключения передач, время от времени, для того чтобы включить нужную передачу, приходится управлять машиной при помощи лишь одной только руки. В отличие от них счастливые обладатели транспорта с автоматической коробкой переключения передач за рулевое колесо, на протяжении всего движения, могут держаться обеими руками. И сейчас мы рассмотрим основосоставляющие типы автоматических коробок передач.


      Краткое содержание:

  1. Что из себя представляет гидравлическая АКПП;
  2. Робот автомат. Чем отличается робот от автомата;
  3. О коробке ДСГ
  4. Зачем DSG 2 сцепления;
  5. Коробка Вариатор;
  6. Что лучше вариатор или автомат. Отличия и особенности.
  7. Что надежнее: Робот, Вариатор или АКПП?

Разновидности АКПП | Типы автоматических коробок

Классический гидравлический «Автомат» (АКПП) | Гидроавтомат


Ярким примером классической АКПП является именно гидравлический тип акпп, он же гидроавтомат. В отсутствии прямой связи между двигателем и колесами и заключается особенность данного типа акпп. Встает вопрос о том — каким же образом крутящий момент передается? Ответ прост — двумя турбинами и рабочей жидкостью. В последствии дальнейшей «эволюции» такого типа «автомата» роль управления в них взяли на себя специализированные электронные устройства, что позволило добавить в такие АКПП специальные «зимний» и «спортивный» режимы, появилась программа для экономичной езды и возможность переключать передачи «вручную». 


В отличии от механической коробки переключения передач гидравлическому «автомату» топлива требуется несколько больше и времени на разгон нужно больше. Но эта та цена, которую приходится заплатить за комфорт. И именно «гидравлика», бросив вызов «механике», одержала уверенную победу во многих странах, кроме «старушки Европы».

 

Как работает автоматическая коробка передач

 

Водителями в Европе продолжительное время все разновидности АКПП категорически не принималась. Многое пришлось сделать инженерам прежде чем окончательно адаптировали автоматическую коробку переключения передач для Европы. Но все это в итоге послужило повышению экономичности, появлению таких режимов как «зимний» и «спортивный». К тому же коробка научилась подстраиваться индивидуально под стиль вождения водителя, появилась возможность ручного переключения передач на АКПП — что было немаловажно для европейских водителей. 

 


Каждый из производителей предпочитал по своему называть такие трансмиссии, но самым первым из названий появилось — Autostick. Одним из самых распространенных сегодня по праву считается изобретение фирмы АУДИ — Tiptronic. БМВ, например такую трансмиссию назвали — Steptronic, Вольво же сочли подходящим названием для коробки-автомата Geartronic.


Все же при том что водитель включает передачи сам, ручным полностью он не считается. Это больше полуавтоматика, потому как трансмиссионный компьютер продолжает контролировать работу автомобиля вне зависимости от выбранного режима.

 

Роботизированная коробка передач | АКПП робот


МТА (Manual Transmission Automatically Shifted) — или так называемый в народе робот DSG, конструктивно, пожалуй, во многом сходен с «механикой», но с точки зрения управления — это ни что иное как АКПП. И хотя расход топлива здесь более умеренный, чем все на той же МКПП, есть и свои нюансы. «Робот» весьма эффективен лишь на весьма умеренном темпе езды.

 

Чем более агрессивным становится манера езды, тем болезненнее ощущаются переключения передач. Порой при переключениях даже может показаться, что вас как будто кто-то пихает в задний бампер. То есть отличие робота (Дсг) от автомата заключается в принципе работы первого. Однако невысокая стоимость и незначительный вес АКПП вполне компенсируют этот недостаток.

 

О коробке DSG Видео

 

Зачем «Роботу» два сцепления?

Volkswagen Golf R32 DSG с 2 сцеплениями

 

Существующие недостатки серьезно осложняли эксплуатацию роботизированной трансмиссии, особенно остро это отражалось на комфортности движения. Поэтому конструкторы в ходе продолжительных «поисков» пришли в итоге к решению которое решило проблемы — они оснастили «робота» двумя сцеплениями.

 

В 2003 году компания Фольксваген запустила в массовое производство роботизированную трансмиссию с двумя сцеплениями, впервые установив ее на автомобили Гольф R32. Название ему присвоили DSG (Direct Shift Gearbox). Здесь четными передачами управлял один диск сцепления, а нечетными второй. Работу коробки это существенно смягчило, но тут появился другой солидный недостаток — цена этой АКПП довольно высока. Хотя массовое признание автолюбителями такой трансмиссии сможет решить эту проблему.


Вариатор | Вариаторная коробка передач


Вариаторная трансмиссия (Continuously Variable Transmission) — она крутящий момент изменяет плавно, в этом есть ее особенность. Данная разновидность АКПП не имеет ступеней, фиксированное передаточное число у ее передач отсутствует. И если сравнить ее с «гидравликой» — то работу последней мы можем отслеживать по показаниям тахометра, а вот вариатор очень размеренно подхватывает моменты переключения передач при этом скоростной баланс остается неизменным.

 

Вариатор | Бесступенчатая трансмиссия

Полезное видео о том, что из себя представляет вариаторная коробка передач

 

Особенности | Отличия вариатора от АКПП.

Не смогут полюбить такую коробку те водители которые привыкли «слушать» свой автомобиль, потому как подобно троллейбусу, вариаторная акпп не меняет тональности двигателя. Но отказываться от вариатора по этой причине, пожалуй, не стоит. Инженеры нашли выход из этой ситуации, добавив режим, где «виртуальные передачи» можно выбирать вручную. Режим переключения передач имитирует, что позволяет водителю ощущать езду как на обычной автоматической коробке переключения передач.

 

Как определить какая коробка установлена в автомобиле, вариатор или гидроавтомат:

  1. По возможности изучите техническую документацию автомобиля. В большинстве случаев автомат обозначается как AT (Automatic Transmission), вариатор — CVT;
  2. Поищите информацию в интернете. Обычно в технических характеристиках на популярных сайтах Вы обязательно найдете ответ;
  3. Тест-драйв. Если на автомобиле установлен вариатор — то никаких, даже малозаметных толчков, рывков Вы не почувствуете, разгон схож с набором скорости «троллейбуса». На классическом автомате ощущаются переключения передач, хотя на исправном они практически незаметны, не «почувствовать» их невозможно.

 

Что надежнее и лучше: вариаторная коробка, робот или автомат?

 

Гидротрансформатор — Википедия

Модель гидротрансформатора в разрезе

Гидротрансформа́тор (турботрансформатор (уст.), преобразователь крутящего момента) — гидравлическое устройство, служащее для преобразования (изменения) крутящего момента от двигателя к трансмиссии. В отличие от гидромуфты гидротрансформатор способен увеличивать момент на ведомом валу в зависимости от действующего на него сопротивления.

Является одним из элементов гидромеханических трансмиссий, в составе которых применяется на транспортных средствах с двигателем внутреннего сгорания от легковых машин до тепловозов. Гидротрансформаторы получили широкое распространение в автомобильной технике, обеспечивая плавное трогание автомобиля с места и уменьшая передачу ударных нагрузок от трансмиссии на вал двигателя. Чаще всего используется с АКП или вариаторами.

Принципиальная схема гидротрансформатора

Любой гидротрансформатор состоит из:

  • Осевого лопастного насоса, жестко связанного с корпусом гидротрансформатора. Насос обеспечивает движение жидкости.
  • Турбины, жестко соединенной с ведомым валом. Турбина вращается под действием потока жидкости от насоса.
  • Так называемого статора (реактора, направляющего аппарата) — специальной крыльчатки, установленной на пути жидкости непосредственно на выходе из турбины. Статор закреплен на обгонной муфте (муфте свободного хода), позволяющей ему свободно вращаться только в одну сторону (в ту же, в какую вращается турбина).

При работе гидротрансформатора жидкость разгоняется насосным колесом и движется по сложной траектории, которую можно разделить на две простые составляющие: относительную (скорость направлена радиально от оси к периферии насосного колеса и от периферии к оси турбинного колеса), переносную (вращение вместе с насосным и турбинным колёсами). В зависимости от соотношения этих составляющих гидротрансформатор может работать на разных режимах.

Различают три режима работы гидротрансформатора:

  • Режим трансформации крутящего момента. Соотношение переносной и относительной скоростей потока выходящего с турбинного колеса такое, что абсолютная скорость направлена на вогнутую поверхность лопаток реактора. На реакторе создаётся крутящий момент, стремящийся провернуть его в сторону заклинивания муфты свободного хода. Реактор оказывается неподвижным. При этом лопатки реактора разворачивают относительную составляющую потока с турбинного колеса так, что его кинетическая энергия добавляется к кинетической энергии переносного движения, что создаёт увеличенный крутящий момент на турбинном колесе. Частный случай — стоп-режим, когда неподвижно и турбинное колесо. При этом в потоке, выходящем с турбинного колеса практически отсутствует переносная составляющая. При увеличении частоты вращения турбинного колеса возрастает центробежная сила, препятствующая перемещению потока с периферии к оси турбинного колеса. Кинетическая энергия относительной составляющей потока, выходящего с турбинного колеса, уменьшается. При этом уменьшается коэффициент трансформации. Когда он становится близок к единице, гидротрансформатор переходит в режим гидромуфты.
  • Режим гидромуфты. Соотношение относительной и переносной составляющих становится таким, что абсолютная скорость потока, выходящего с турбинного колеса, направлена на выпуклую поверхность лопаток реактора. При этом создаётся крутящий момент, проворачивающий реактор в направлении расклинивания муфты свободного хода. Реактор вращается вместе с турбинным колесом и не изменяет направление относительной составляющей потока. Крутящий момент с насосного колеса на турбинное передаётся без изменения.
  • Режим блокировки. Система управления подаёт сигнал на блокировку фрикционной муфты гидротрансформатора. Насосное и турбинное колеса жёстко соединяются и вращаются как одно целое. У потока жидкости при этом отсутствует относительная составляющая.

Описание принципа работы гидротрансформатора можно посмотреть в этом видео Гидротрансформатор АКПП. Вся правда о принципе работы.

Гидротрансформатор в разрезе. Слева виден «бублик» насоса и турбины, между ними виден светло-серый реактор и его подшипник с обгонной муфтой. Справа сцепление блокиратора.

Все детали собраны в общем корпусе, расположенном, как правило, на маховике двигателя машины. Хотя, бывают и исключения. Например, в трансмиссиях автобуса ЛиАЗ-677 и трактора ДТ-175С передача крутящего момента от двигателя к гидротрансформатору происходит через карданный вал. Гидротрансформатор наполнен маслом, которое активно перемешивается при его работе.

Насосное колесо жёстко связано с корпусом гидротрансформатора, при вращении вала двигателя оно создаёт внутри гидротрансформатора поток масла, который вращает колесо статора (реактора) и турбину.

Конструктивным отличием гидротрансформатора от гидромуфты является наличие статора (реактора). Статор установлен на обгонной муфте. При значительной разнице оборотов насоса и турбины статор (реактор) автоматически блокируется и передаёт на насосное колесо больший объём жидкости. Благодаря статору (реактору) происходит увеличение крутящего момента до трёх раз[1] при старте с места.

Турбина жёстко связана с валом АКП.

Благодаря тому, что передача крутящего момента внутри гидротрансформатора происходит без жёсткой кинематической связи, исключаются ударные нагрузки на трансмиссию и автомобиль приобретает большую плавность хода. Негативным эффектом гидротрансформатора является «проскальзывание» турбинного колеса по отношению к насосному — это приводит к повышенному выделению тепла (в некоторых режимах гидротрансформатор может выделять больше тепла, чем сам двигатель) и увеличению расхода топлива.

Блокировка гидротрансформатора[править | править код]

Для повышения топливной экономичности в конструкцию современных гидротрансформаторов вводится механизм блокировки, позволяющий жёстко связать насос и турбину. При заблокированном гидротрансформаторе АКП работает в режиме жёсткой кинематической связи двигателя и трансмиссии аналогично МКП. В электронно-управляемых АКП момент включения блокировки определяет компьютер, поэтому она может быть включена практически в любой момент согласно управляющей программе.

АКП, произведённые в XX веке, включали блокировку гидротрансформатора только при достижении достаточно большой скорости (более 70 км/ч). Современные АКП включают блокировку гидротрансформатора с достаточно низких скоростей (от 20 км/ч), что позволяет экономить топливо не только при движении по шоссе, но и при городской эксплуатации автомобиля. Также блокировка гидротрансформатора применяется, подобно МКПП, для торможения двигателем. В этом случае подача топлива в двигатель прекращается на время блокировки, вал двигателя вращается за счёт движения автомобиля. На тракторах блокировка гидротрансформатора используется для запуска двигателя трактора «с толкача» либо когда трактор работает в стационарном режиме.

Необходимо отметить, что хотя блокировка гидротрансформатора приносит ощутимую экономию топлива, она имеет некоторые недостатки:

  • прямая кинематическая связь способствует передаче ударных нагрузок между двигателем и трансмиссией;
  • частое включение блокировки приводит к износу фрикционов АКП;
  • загрязнение масла АКП продуктами износа фрикционов блокировки;
  • ухудшение плавности хода при переключении передач АКП.

Гидротрансформаторы широко используются на транспорте: от легковых автомобилей и лёгких вилочных погрузчиков до сверхтяжёлых специальных грузовых шасси. Чаще всего работают с планетарными коробками передач, хотя встречаются и сочетания с обычными двух- и трёхвальными конструкциями. Популярность снабжённых гидротрансформатором машин в зависимости от региона может очень сильно различаться. Так, на конец XX века в Западной Европе около 20 % легковых автомобилей имели гидротрансформатор. Подавляющее большинство гидротрансмиссий средней и большой мощности в Европе разработано и строится фирмой Voith в Германии.

В то же время в США их доля составляла порядка 80 %. В последние годы из легкового автомобилестроения гидротрансформаторы вытесняются автоматизированными или «роботизированными» механическими коробками передач.

В СССР, а позднее в СНГ использовались в гидродинамических трансмиссиях автомобилей «Волга», «Чайка» и ЗИЛ, многоцелевых тягачах МЗКТ и КЗКТ, семействе БелАЗ, автобусах ЛАЗ-695Ж и ЛиАЗ-677, на тракторах ДТ-175С и Т-330 и на ряде маневровых тепловозов (ТГМ3, ТГМ6, ТГК2) и магистральных локомотивов — ТГ102, ТГ16, ТГ22. Кроме того, гидротрансформаторы используются в трансмиссиях некоторых типов подъёмных кранов и экскаваторов с канатным приводом рабочих органов, в приводах рудничных и карьерных ленточных конвейеров. Также гидротрансформаторы устанавливались в привод гребных винтов самого мощного в СССР речного буксира-толкача Маршал Блюхер, что позволяло двигателям теплохода-гиганта эффективно работать на малых скоростях без применения гребных винтов регулируемого шага (реализация которых на речных судах весьма затруднительна).

В системах объёмного гидропривода встречаются агрегаты, носящие название гидравлических трансформаторов, но не имеющие по конструкции ничего общего с гидродинамическими трансформаторами. Пример — агрегат НС53, стоящий на самолёте Ан-124 «Руслан» и некоторых других, состоит из двух одинаковых гидромашин (мотор-насосов) с общим валом, каждая из которых подключена к своей автономной гидросистеме. В какой из систем больше давление — машина той системы вращает вал и передаёт механическую энергию другой машине, которая создаёт давление в своей системе. Такая конструкция позволяет передавать энергию из системы в систему без обмена жидкостью, что при разгерметизации или загрязнении одной гидросистемы исключает отказ другой. На самолётах Airbus аналогичный агрегат называется power transfer unit (PTU).

  • Гидравлика, гидромашины и гидроприводы: Учебник для машиностроительных вузов/ Т. М. Башта, С. С. Руднев, Б. Б. Некрасов и др. — 2-е изд., перераб. — М.: Машиностроение, 1982.
  • Гейер В. Г., Дулин В. С., Заря А. Н. Гидравлика и гидропривод: Учебник для вузов. — 3-е изд., перераб. и доп. — М.: Недра, 1991.
  • Лепешкин А. В., Михайлин А. А., Шейпак А. А. Гидравлика и гидропневмопривод: Учебник, ч.2. Гидравлические машины и гидропневмопривод. / под ред. А. А. Шейпака. — М.: МГИУ, 2003. — 352 с.
  • Самолёт Ан-124-100: Руководство по технической эксплуатации. Книга 5, раздел 029 — гидравлический комплекс.

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о