Коробка автомат: устройство и принцип работы

Коробка автомат, или автоматическая коробка передач (АКПП), — ключевой элемент автомобиля, обеспечивающий плавное переключение передач без участия водителя. В отличие от механических трансмиссий, АКПП самостоятельно определяет оптимальное соотношение передаточных чисел в зависимости от условий движения, что упрощает управление и повышает комфорт. В статье рассмотрим устройство и принцип работы коробки автомат, чтобы читатели лучше поняли ее функциональность и преимущества при покупке автомобиля.

Варианты

Автоматическая коробка передач — это общее понятие, охватывающее несколько разновидностей. Основой является гидромеханическая планетарная трансмиссия, с которой чаще всего ассоциируется АКПП. Однако существуют и другие варианты:

• Роботизированная коробка («робот»). Это модификация механической трансмиссии с автоматическим переключением передач, осуществляемым электромеханическими или электропневматическими исполнительными механизмами, управляемыми электроникой.
• Вариатор. Это бесступенчатая трансмиссия, не совсем традиционная, но передающая мощность от двигателя. Изменение передаточного соотношения происходит плавно. Клиноцепной вариатор не имеет фиксированных ступеней; его работа напоминает велосипедную звездочку, увеличивающую скорость за счет цепи. Автопроизводители разрабатывают виртуальные передачи, чтобы сделать работу вариатора более схожей с традиционными коробками и устранить монотонный звук при разгоне.

Коробка автомат является важным элементом современных автомобилей, обеспечивая плавное переключение передач без участия водителя. Эксперты отмечают, что основным принципом работы данной системы является использование гидравлических и электронных механизмов. Внутри коробки находятся планетарные передачи, которые позволяют изменять передаточное число в зависимости от скорости и нагрузки на двигатель.

Современные автоматические трансмиссии оснащены датчиками, которые отслеживают параметры работы двигателя и дорожные условия, что позволяет оптимизировать процесс переключения. Это не только улучшает динамику автомобиля, но и способствует снижению расхода топлива. Специалисты подчеркивают, что правильное обслуживание коробки автомат, включая регулярную замену масла, значительно продлевает срок службы трансмиссии и повышает ее надежность.

Автоматическая коробка передач, как это работает?

Устройство

Гидромеханическая коробка — «автомат» состоит из гидротрансформатора крутящего момента и автоматической планетарной коробки передач.

Конструкция гидротрансформатора включает в себя три рабочих колеса:

• насосное (жестко взаимодействует с корпусом);
• турбинное;
• статор. Расположен в промежутке между двумя предыдущими колесами. В него интегрирована муфта, замедляющая вращение статора в ходе повышения оборотов посредством насосного колеса. При достижении оборотов, составляющие три четверти от предельных происходит полная блокировка муфтой статора («стоповый режим»). Некоторые конструктивные модификации предусматривают принудительное затормаживание с помощью фрикционной муфты – это повышает КПД гидротрансформатора на разных оборотах.

Каждый элемент ГДТ (гидротрансформатор) требует строго подхода при производстве, синхронной интеграции, балансировки. На основании этого, ГДТ изготовляется как неразборный и не пригодный к ремонту агрегат.

Конструктивное расположение гидротрансформатора: между картером трансмиссии и силовой установкой – что аналогично нише установки под сцепление на «механике».

Интересные факты

Вот несколько интересных фактов о коробках автомат и их принципе работы:

1. Гидравлическая система: Коробки автомат часто используют гидравлические системы для переключения передач. В таких системах давление жидкости управляет сцеплением и переключением передач, что позволяет более плавно и быстро менять передачи по сравнению с механическими коробками.

2. Электронное управление: Современные автоматические трансмиссии оснащены электронными блоками управления, которые анализируют данные о скорости автомобиля, оборотах двигателя и других параметрах. Это позволяет оптимизировать переключение передач для достижения максимальной эффективности и комфорта вождения.

3. Разнообразие типов: Существует несколько типов автоматических трансмиссий, включая классические автоматические коробки, вариаторы (CVT) и роботизированные трансмиссии (DSG). Каждый из этих типов имеет свои особенности и преимущества, что позволяет производителям автомобилей предлагать различные варианты для разных условий эксплуатации и предпочтений водителей.

Чем отличается механическая коробка передач, автомат, вариатор и роботизированная

Предназначение ГДТ

Гидротрансформатор, в отличие от гидромуфты, преобразует крутящий момент от двигателя. При ускорении автомобиля он временно увеличивает тягу, передаваемую автоматической коробкой передач.

Основной недостаток гидротрансформатора — проворот турбинного колеса при взаимодействии с насосным, что приводит к потерям энергии (коэффициент полезного действия ГДТ при равномерном движении не превышает 85%) и увеличению тепловых выделений. В некоторых режимах работы гидротрансформатор выделяет больше тепла, чем двигатель, что повышает расход топлива. Автопроизводители внедряют фрикционные муфты, которые блокируют гидротрансформатор при равномерном движении на высоких скоростях и верхних передачах. Это сокращает потери на трение гидротрансформаторного масла и уменьшает расход топлива.

Для чего нужна фрикционная муфта

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

Конструкция муфты:

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

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

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

Обгонная муфта включается в себя:

• внешнее кольцо;
• сепаратор с роликами;
• внутренне кольцо.

Задача узла:

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

Блок управления автоматической коробкой: устройство

Блок включает набор золотников, регулирующих потоки масла к поршням (тормозным лентам) или фрикционным муфтам. Расположение золотников зависит от движения селектора коробки передач (КПП) или автоматической системы (гидравлической или электронной).

Гидравлическая система. Здесь используется давление масла, создаваемое центробежным регулятором, взаимодействующим с выходным валом КПП, а также давлением при нажатии на педаль акселератора. Эти процессы позволяют электронному блоку управления получать данные об угле наклона педали газа и скорости автомобиля, что приводит к переключению золотников.

Электронная система. В этой системе применяются соленоиды для перемещения золотников. Электрические каналы соленоидов расположены снаружи корпуса автоматической коробки передач и соединены с блоком управления (иногда – с объединённым блоком управления системой впрыска топлива и зажигания). Информация о скорости автомобиля и угле наклона педали газа определяет движение соленоидов через электронную систему или рукоятку селектора КПП.

Автоматическая коробка передач может работать даже при неисправной электронной системе управления, но только при включенной третьей передаче (или всех передачах) в ручном режиме.

Управление селектором

Разновидности положения селекторов (рычага АКП):

• напольный. Традиционное расположение в большинстве авто – на центральном тоннеле;
• подрулевой. Такая компоновка часто встречается у американских машин (Крайслер, Додж), а также у Мерседеса. Активация нужного режима трансмиссия происходит через вытягивание рычага на себя;
• на центральной консоли. Применяется на минивэнах и на некоторых обычных автомобилях (пр.: Хонда Цивик VII, CR-V III), благодаря чему освобождается пространство между передними сиденьями;
• кнопочный. Схема расположения получило широкое применение на спорткарах (Феррари, Шевроле Корвет, Ламборджини, Ягуар и прочие). Хотя сейчас интегрируется и на гражданские машины (премиум-класс).

Прорези напольных селекторов бывают:

• прямая. Рычаг коробки ходит по прямолинейной траектории. Исключения: наличие ручного режима трансмиссии;
• зигзагообразная (ступенчатая). Селектор перемещается по пазам сложной траектории;
• дугообразная (U). Встречается не часто. Какое-то время применялась Ягуаром.

Эксплуатация коробки

Как правильно использовать коробку-автомат? Две педали и различные режимы трансмиссии могут сбить с толку неопытного водителя. На первый взгляд, все кажется простым, но есть нюансы. В этом разделе мы объясним, как правильно обращаться с автоматической коробкой передач.

Режимы

В основном, коробка — «автомат» имеет на селекторе следующие положения:

• Р — это осуществление парковочной блокировки: блокировка ведущих колес (интегрирована внутри КПП и не взаимодействует со стояночным тормозом). Аналог установки машины на передачу («механика») при ее постановки на стоянку;
• R — передача заднего хода (запрещено активировать в момент движения авто, хотя сейчас применяется блокировка);
• N — режим нейтральной передачи (активация возможна при непродолжительной стоянке/ буксировке);
• D — передний ход (задействован весь передаточный ряд коробки, иногда – отсекаются две высшие передачи);
• L — активация режима пониженной передачи (малый ход) с целью передвижения вне дороги или по таковой, но со сложными условиями.

Вспомогательные (расширенные) режимы

На коробках передач с широкими рабочими диапазонами могут быть указаны различные режимы:

• (D) (или O/D) — овердрайв. Этот режим экономит топливо и обеспечивает плавное движение, переключая коробку на более высокие передачи, когда это возможно.
• D3 (O/D OFF) — отключение высшей передачи для более активной езды с использованием торможения двигателем.
• S — передачи могут раскручиваться до максимальных оборотов, иногда доступно ручное управление.

Важно учитывать:

Автоматическая трансмиссия, в отличие от механической, тормозит двигателем только в определенных режимах. В остальных случаях она позволяет свободное проскальзывание через обгонные муфты, и автомобиль движется «накатом».

Например, в режиме ручного управления (S) предусмотрено замедление за счет работы двигателя, тогда как в автоматическом режиме (D) этого не происходит.

Во время движения

Как пользоваться коробкой «автомат» правильно по ходу движения? Современные трансмиссии допускают переход от одного режима к другому без выжима кнопки на рычаге селектора (кроме R). А чтобы не предотвратить произвольное начало движения машины во время остановки, надо нажать на педаль тормоза при переключении режимов.

Также необходимо знать, как правильно буксировать авто с АКПП. Нужно придерживаться следующих рекомендаций:

• проверить уровень масляной жидкости в коробке на соответствие заводским нормам;
• провернуть ключ зажигания, снять блокировку с рулевой колонки;
• перевести селектор в режим N;
• буксировка рекомендована не более 50 километров, со скоростью 50 километров в час, и меньше. При остановках желательно охлаждать коробку;
• запрещено запускать мотор при буксировке.

Принцип работы АКПП

Преимущества и недостатки коробки автомат

Коробка автомат, или автоматическая трансмиссия, представляет собой сложное устройство, которое значительно упрощает процесс вождения автомобиля. Однако, как и любое другое техническое решение, она имеет свои преимущества и недостатки.

Преимущества коробки автомат

• Удобство вождения: Одним из главных достоинств автоматической трансмиссии является простота управления. Водителю не нужно постоянно переключать передачи, что особенно удобно в условиях городского движения с частыми остановками и стартами.
• Комфорт: Автоматическая коробка обеспечивает более плавное переключение передач, что делает поездку более комфортной. Это особенно заметно при ускорении и торможении.
• Экономия времени: Водитель может сосредоточиться на дороге, не отвлекаясь на переключение передач, что позволяет сократить время на управление автомобилем.
• Лучшие характеристики в условиях пробок: В условиях интенсивного городского трафика автоматическая трансмиссия позволяет избежать усталости, связанной с постоянным переключением передач.
• Современные технологии: Многие современные автоматические трансмиссии оснащены интеллектуальными системами, которые адаптируют поведение коробки под стиль вождения водителя, что позволяет оптимизировать расход топлива и улучшить динамику автомобиля.

Недостатки коробки автомат

• Стоимость: Автоматические трансмиссии, как правило, дороже механических. Это касается как первоначальной стоимости автомобиля, так и последующего обслуживания и ремонта.
• Сложность конструкции: Автоматическая коробка имеет более сложную конструкцию, что может привести к большему количеству потенциальных поломок и необходимости в специализированном обслуживании.
• Потеря контроля: Некоторые водители предпочитают механическую трансмиссию, так как она позволяет лучше контролировать мощность и динамику автомобиля, особенно в сложных дорожных условиях.
• Расход топлива: В некоторых случаях автоматические трансмиссии могут потреблять больше топлива по сравнению с механическими, особенно если они не оснащены современными системами управления.
• Ограниченные возможности для тюнинга: Автоматические коробки часто имеют меньше возможностей для модификации и улучшения по сравнению с механическими, что может быть важным для автолюбителей, стремящихся к повышению производительности своего автомобиля.

Таким образом, выбор между автоматической и механической трансмиссией зависит от предпочтений водителя, условий эксплуатации автомобиля и его целей. Автоматическая коробка предлагает множество преимуществ, особенно в городских условиях, однако имеет и свои недостатки, которые стоит учитывать при принятии решения о покупке автомобиля.

Вопрос-ответ

Как ездить на автомате пошаговая инструкция?

Чтобы ездить на автомобиле с автоматической коробкой передач, выполните следующие шаги: 1) Садитесь в машину, пристегните ремень безопасности и убедитесь, что все пассажиры также пристегнуты. 2) Нажмите на тормоз и переведите селектор трансмиссии в положение “D” (движение вперед) или “R” (задний ход). 3) Убедитесь, что нога все еще на тормозе, и запустите двигатель. 4) Постепенно отпустите тормоз и автомобиль начнет двигаться. 5) Для остановки просто нажмите на тормоз. 6) При необходимости переключитесь в “P” (парковка) при остановке и выключении двигателя.

Что такое АКПП простыми словами?

Автоматическая коробка переключения передач (АКПП) в широком смысле — коробка передач, устройство и механика работы которой позволяют ей в процессе движения транспортного средства самостоятельно определять наиболее подходящее доступное передаточное отношение, переходить (переключаться) с одного передаточного отношения.

Из каких деталей состоит АКПП?

Автоматическая коробка передач (АКПП) состоит из нескольких ключевых компонентов, включая гидротрансформатор, планетарные передачи, фрикционные диски, клапанный блок, насос, и электронные управляющие системы. Гидротрансформатор передает крутящий момент от двигателя, планетарные передачи обеспечивают различные передаточные числа, а фрикционные диски и клапанный блок управляют переключением передач.

Как правильно переключать передачи на АКПП?

Переключение передач выполняется в автоматическом режиме, а водителю нужно лишь давить на педаль акселератора или тормоза. Нажал ту, что правее – автомобиль поехал, ту, что полевее – машина останавливается. С этим справится даже ребёнок. Рычаг управления АКПП нужен для переключения режимов работы трансмиссии.

Советы

СОВЕТ №1

Изучите основы работы коробки автомат, чтобы лучше понимать, как она управляет передачами. Это поможет вам более эффективно использовать автомобиль и избежать ненужных поломок.

СОВЕТ №2

Регулярно проверяйте уровень трансмиссионной жидкости и следите за ее состоянием. Правильный уровень и качество жидкости обеспечивают плавную работу коробки и продлевают ее срок службы.

СОВЕТ №3

Не игнорируйте сигналы о неисправностях, такие как странные звуки или задержки при переключении передач. Обращение к специалисту на ранних стадиях может предотвратить более серьезные проблемы и дорогостоящий ремонт.

СОВЕТ №4

При выборе автомобиля с коробкой автомат, обращайте внимание на отзывы владельцев и рейтинги надежности. Это поможет вам сделать осознанный выбор и избежать потенциальных проблем в будущем.