С развитием автомобилестроения и выпуском новых видов трансмиссий вопрос, какая коробка передач лучше, становится все более актуальным. АКПП — что это такое? В этой статье разберемся с устройством и принципом работы автоматической коробки передач, узнаем, какие виды АКПП существуют и кто придумал АКПП. Проанализируем достоинства и недостатки разных видов автоматических трансмиссий. Познакомимся с режимами работы и управления АКПП.
Что такое АКПП и история ее создания
Селектор автоматической коробки передачАвтоматическая коробка передач, или АКПП, представляет собой трансмиссию, обеспечивающую выбор оптимального передаточного числа в соответствии с условиями движения без участия водителя. Это обеспечивает хорошую плавность хода автомобиля, а также комфорт при движении для водителя.
В настоящее время существует несколько видов автоматической КПП:
- гидромеханическая (классическая);
- механическая ;
В данной статье все внимание будет уделено классическому автомату.
История изобретения
Основу автоматической трансмиссии составляет планетарная коробка передач и гидротрансформатор, впервые изобретенный исключительно для нужд судостроения в 1902 году немецким инженером Германом Фиттенгером. Далее в 1904 году братья Стартевенты из Бостона представили свой вариант автоматической КПП, имеющий две коробки передач и напоминающий чуть доработанную механику.
Первая серийная автоматическая коробка передач GM Hydramatic Автомобиль, оснащенный планетарной коробкой передач, впервые увидел свет под маркой Ford Т. Суть коробки заключалась в плавном переключении скоростей за счет двух педалей. Первая включала повышающую и понижающую передачи, а вторая – заднюю.
Эстафету приняла компания General Motors, которая в середине 1930-х годов выпустила полуавтоматическую трансмиссию. Сцепление в автомобиле еще продолжало присутствовать, а планетарным механизмом управляла гидравлика.
Приблизительно в это же время компания Крайслер доработала конструкцию коробки гидромуфтой, а вместо двухступенчатой коробки стал использоваться овердрайв – повышающая передача с передаточным числом менее единицы.
Первую в мире полностью автоматическую КПП в 1940 году создала все та же компания General Motors. АКПП представляла собой сочетание гидромуфты с четырехступенчатой планетарной коробкой с автоматическим управлением посредством гидравлики.
Сегодня известны уже шести-, семи-, восьми- и девятиступенчатые АКПП, производителями которых являются как автоконцерны (KIA, Hyundai, BMW, VAG), так и специализированные компании (ZF, Aisin, Jatco).
Плюсы и минусы АКПП
Как и любая коробка передач, автоматическая трансмиссия имеет как плюсы, так и минусы. Представим их в виде таблицы.
Устройство автоматической трансмиссии
Схема АКПП Устройство АКПП достаточно сложное и состоит из следующих основных элементов:
- планетарный механизм;
- блок управления АКПП (TCU);
- гидроблок;
- ленточный тормоз;
- масляный насос;
- корпус.
Гидротрансформатор представляет собой корпус, заполненный специальной рабочей жидкостью ATF, и предназначен для передачи крутящего момента от двигателя к коробке передач. Фактически он заменяет сцепление. В его состав входят насосное, турбинное и реакторное колеса, блокировочная муфта и муфта свободного хода.
Колеса оснащены лопастями с каналами для прохода рабочей жидкости. Блокировочная муфта необходима для блокировки гидротрансформатора в конкретных режимах работы автомобиля. Муфта свободного хода (обгонная муфта) необходима для вращения реакторного колеса в противоположную сторону. Более подробно про гидротрансформатор можно почитать .
Планетарный механизм АКП включает в себя планетарные ряды, валы, барабаны с фрикционными муфтами, а также обгонную муфту и ленточный тормоз.
Механизм переключения скоростей в АКПП достаточно сложен, и, по сути дела, работа трансмиссии состоит в выполнении некоторого алгоритма включения и выключения муфт и тормозов посредством давления жидкости.
Планетарный ряд, точнее блокировка одного из его элементов (солнечная шестерня, саттелиты, коронная шестерня, водило), обеспечивает передачу вращения и изменение крутящего момента. Элементы, входящие в планетарный ряд, блокируются при помощи обгонной муфты, ленточного тормоза и фрикционных муфт.
Пример гидравлической схемы АКПП Блок управления АКПП может быть гидравлическим (уже не применяется) и электронным (ЭБУ АКПП). Современная гидромеханическая трансмиссия оснащается только электронным блоком управления. Он обрабатывает сигналы датчиков и формирует управляющие сигналы на исполнительные устройства (клапаны) гидроблока, обеспечивающие работу фрикционных муфт, а также управляющие потоками рабочей жидкости. В зависимости от этого жидкость под давлением направляется в ту или иную муфту, включая определенную передачу. TCU также управляет блокировкой гидротрансформатора. При неисправности блок TCU обеспечивает функционирование КПП в «аварийном режиме». Селектор АКПП отвечает за переключение режимов работы КПП.
В автоматической коробке применяются следующие датчики:
- датчик частоты вращения на входе;
- датчик частоты вращения на выходе;
- датчик температуры масла АКПП;
- датчик положения рычага селектора;
- датчик давления масла.
Принцип работы и срок службы АКПП
Время, необходимое на переключение скорости в АКПП, зависит от скорости автомобиля и нагрузки на двигатель. Система управления вычисляет нужные действия и передает их в виде гидравлических воздействий. Гидравлика перемещает муфты и тормоза планетарного механизма, тем самым происходит автоматическое изменение передаточного числа в соответствии с оптимальным режимом двигателя в данных условиях.
Одним из главных показателей, влияющих на эффективность работы автоматической трансмиссии, является уровень масла, который нужно регулярно проверять. Рабочая температура масла (ATF) составляет около 80 градусов. Поэтому для того, чтобы избежать повреждений пластиковых механизмов коробки в зимний период, перед движением машину необходимо прогревать. А в жаркое время года, наоборот, охлаждать.
Охлаждение АКПП может осуществляться охлаждающей жидкостью или воздухом (с помощью масляного радиатора).
Наибольшее распространение получил жидкостный радиатор. Температура atf, необходимая для нормальной работы двигателя, не должна превышать 20% от температуры в системе охлаждения. Температура охлаждающей жидкости не должна превышать 80 градусов, за счет этого и происходит охлаждение atf. Теплообменник соединен с внешней частью корпуса масляного насоса, к которой крепится и фильтр. При циркуляции масла в фильтре происходит его контакт с жидкостью охлаждения через тонкие стенки каналов.
Кстати, автоматическая трансмиссия считается очень тяжелой. Вес АКПП составляет около 70 кг (если она сухая и без гидротрансформатора) и около 110 кг (если она заправленная).
Для нормального функционирования АКПП необходимо и правильное давление масла. От этого во многом зависит срок службы АКПП. Давление масла должно быть на уровне 2,5-4,5 бар.
Ресурс коробки-автомат может быть различен. Если в одном автомобиле трансмиссия может прослужить только 100 тысяч км., то в другом – порядка 500 тысяч. Это зависит от эксплуатации автомобиля, от регулярного контроля за уровнем масла и его замены вместе с фильтром. Продлить ресурс АКПП возможно также используя оригинальные расходные материалы и своевременно обслуживая КПП.
Управление АКПП
Управление автоматической трансмиссией осуществляет селектор АКПП. Режимы работы автоматической трансмиссии зависят от перемещения рычага в определенное положение. В автомате доступны следующие режимы:
- Р — Parking. Используется при парковке. В данном режиме механически блокируется выходной вал трансмиссии.
- R — Reverse. Используется для включения передачи заднего хода.
- N — Neutral. Нейтральный режим.
- D – Drive. Движение вперед в режиме автоматического переключения скоростей.
- M — Manual. Режим ручного переключения скоростей.
В современных автоматических трансмиссиях с большим числом рабочих диапазонов могут использоваться дополнительные режимы работы:
- (D), или O/D- овердрайв — «экономичный» режим движения, при котором возможно автоматическое переключение на повышающую передачу;
- D3, или O/D OFF- расшифровывается как «отключение овердрайва», это активный режим движения;
- S (либо цифра 2 ) - диапазон пониженных передач (первая и вторая, либо только вторая передача) , «зимний режим»;
- L (либо цифра 1 ) - второй диапазон пониженных передач (только первая передача).
Схема режимов АКПП Также имеются и дополнительные кнопки, характеризующие режимы работы АКП.
Автоматическая Коробка Переключения Передач (АКПП) – вид трансмиссии в машине, в котором переключение скоростей осуществляется за счет электроники, не требуя внимания водителя.
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.
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.
Устройство автоматической коробки передач и принципы работы
Основные элементы конструкции АКПП всегда одинаковые:
Гидротрансформатор, который выполняет роль cцепления. Через него и передается вращательное движение на колеса автомобиля. Его главная задача обеспечивать равномерное вращение без толчков. Гидротрансформатор состоит из больших колес с лопастями, погруженными в гидротрансформаторное масло. Передача момента осуществляется не за счет механического устройства, а с помощью масляных потоков и давления. В гидротрансформаторе располагается и реактор, ответственный за плавные и качественные изменения крутящего момента на колесах автомобиля.
Планетарная передача, которая содержит набор скоростей. В ней осуществляется блокировка одних шестерней и разблокировка других, определяя выбор передаточного числа.
Набор фрикционов и тормозных механизмов, ответственных за переход между шестеренками и выбор передачи. Эти механизмы блокируют и останавливают элементы планетарной передачи.
Устройства управления (гидроблок) – осуществляет управление устройством. Состоит из электронного блока, в котором и осуществляется управление коробкой с учетом всех факторов и датчиков, собирающих сведения (скорость, выбор режима).
Как работает автоматическая коробка передач?
При запуске двигателя в гидротрансформатор подается масло, давление начинает возрастать. Насосное колесо начинает двигаться, реактор и турбина неподвижны. При включении скорости и подачи бензина с помощью акселератора, насосное колесо начинает вращаться быстрее. Потоки масла начинают запускать вращение турбинного колеса. Эти потоки то отбрасывает на неподвижное реакторное колесо, то возвращает обратно к турбинному колесу, увеличивая его эффективность. Момент от вращения передаётся на колеса и автомобиль трогается с места. При достижении нужной скорости насосное и турбинное колесо двигаются одинокого быстро, при этом поток масла попадает на реактор уже с другой стороны (движение происходит только в одну сторону) и он начинается вращаться. Система переходит в режим гидромуфты. Если сопротивление на колесах растет (подъем в гору), реактор снова прекращает вращаться и обогащает крутящим моментом насосное колесо. Во время достижения необходимой скорости и момента, происходит смена передачи. Электронный блок управления подает команду, после чего тормозная лента и фрикционы тормозят пониженную передачу, а повышающее давление масла через клапан разгоняет повышенную, за счет этого и происходит переключение без потери мощности. При остановке двигателя или снижения скорости, давление в системе понижается и происходит обратное переключение. На выключенном двигателе гидротрансформатор находится не под давлением, поэтому запуск двигателя с «толкача» невозможен.
Преимущества и недостатки
По сравнению с механическими коробками передач, у автоматических есть весомые преимущества:
- автомобилем с АКПП проще и комфортнее управлять, дополнительные навыки и рефлексы водителю не требуются, переключения скоростей более плавные, что особенно актуально для перемещений по городу;
- двигатель и ведущие части автомобиля защищены от перегрузок и их ресурс повышается;
- ресурс многих АКПП значительно превышает аналогичный ресурс МКПП. При своевременном техническом обслуживании, необходимость ремонта наступает реже.
Расходные части, такие как, например, диск сцепления или тросик, отсутствуют, вывести из строя АКПП значительно сложнее. Ресурс АКПП американского и японского производства, при современном обслуживании может достигать миллиона километров.
Существует мнение, что у автомобилей с АКПП несколько больший расход топлива. Автомобили до конца 20-го века имели зачастую неправильно выбранные моменты и ограниченное количество скоростей (2–3). На современных АКПП количество передач составляет не менее 4–5 (на грузовых до 19). Современная компьютерная автоматика справляется с выбором крутящего момента и скорости ничуть не хуже водителя. Кроме того, расход топлива на машинах с МКПП сильно зависит от манеры езды и профессиональных умений водителя. У современных АКПП есть множество режимов, они адаптированы под стиль вождения автовладельца.
Серьезным недостатком АКПП является невозможность точного и безопасного переключения передач в экстремальных условиях – на обгоне, выезд из сугроба быстрым переключением задней и первой передачи (раскачка), запуск двигателя «с толкача». Однако, большинство городских жителей выберут комфортное перемещение по пробкам взамен возможностей «прошаренного» водителя.
Вторым заблуждением автолюбителей является то, что АКПП не предназначены для вождения автомобиля в условиях гонок и бездорожья. Гражданские АКПП действительно не предназначены для спортивного вождения и управления заносами - в них нет соответственного охлаждения для таких нагрузок, и моменты переключения выбраны для спокойного вождения в городских условиях. Однако, АКПП оснащенная дополнительным охлаждением и перенастроенная на быстрое переключение скоростей покажет лучшее результаты чем МКПП. Автомобили «Формулы-1» комплектуются АКПП и с очень быстрым движением справляются лучше, чем гоночные автомобили с МКПП. Долгие, управляемые заносы также возможны. Внедорожные автомобили уже продолжительное время оснащаются автоматами, которые на проходимость никак не влияют. Большинство водителей просто не понимают, как работает автоматическая коробка передач.
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.
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 «–« .
Кроме Типтроника к автоматам можно отнести вариатор и роботизированную КПП.
Особенности автомобиля с автоматом
Устройство автоматической коробки передач является более сложным, чем МКПП. Ремонт АКПП значительно сложнее - она состоит из куда большего количества запчастей. Обычно о неисправностях АКПП свидетельствуют пинки и паузы при переключении передач, задний ход или одна из скоростей, могут вообще пропасть. В иных случаях, автомобиль может перестать двигаться.
Диагностика АКПП обычно проводится в несколько этапов:
Визуальный контроль масла. Если масло черное или содержит в своем составе металлические осколки – это свидетельствует о внутреннем повреждении или износе АКПП. Необходима замена масла в АКПП, что может решить основную часть проблем.
Диагностика ошибок с помощью разъема диагностики. Могли выйти из строя электронные элементы управления коробкой (датчики, компьютер), после чего коробка нормально функционировать не может.
Тест-драйв работы АКПП, для этого изучают поведение коробки во время езды.
Замеры давления в каждом режиме работы АКПП.
Осмотр внутреннего состояния АКП.
Ремонт АКПП своими руками может подразумевать только с 1 по 3 пункт данного списка. Для остальных операций понадобиться теплый бокс, специальное оборудование и опытный специалист. Последняя операция потребует подъемника, крана и целого набора инструментов. Снятие, установка и замена АКПП один из самых сложных и трудоемких в ремонте автомобиля. Ремонт внутренностей АКПП может быть сопоставим по стоимости с установкой новой или контрактной коробки. Будет лучше, если диагностика АКПП и ремонт будут произведены специалистами.
Чтобы избежать таких неприятностей необходимо следить за уровнем и цветом масла в коробке и своевременно его менять (когда написано в регламенте). Для разных АКПП применяются различные масла, описанные в литературе по автомобилю. В машинах фирмы Хонда применяется свое особенное масло, если залить другое коробка может выйти из строя.
Эксплуатировать автомат необходимо максимально бережно, не допуская пробуксовок, постоянных резких торможений и ускорений.
В холодное время года автомату необходимо дать время насытиться загустевшим маслом. Для этого необходимо прогреть автомобиль, включить передачу и постоять на тормозах не менее минуты, после чего можно трогаться.
Для большинства людей соблюдение такого рода простых операций не доставит проблем. В их случае, АКПП прослужит им очень долго. Современные АКПП очень надежны по конструкции, стоят не особо дороже своим механических собратьев, дарят чувство комфорта за рулем и серьезно облегчают жизнь любого водителя.
Опция, за которую многие готовы брать дополнительный кредит и вещь, которая интересует нас сразу после двигателя – «автомат».
Сегодня речь пойдет о вещb, которая, как и двигатель, являет собой небольшой мир внутри автомира. Как она появилась? Кто её изобрел? Давайте разбираться.
Сегодня под «автоматом» понимают гидромеханическую планетарную коробку передач. К автоматической коробке можно отнести еще и коробки с автоматизированным переключением – «роботы», совсем нельзя относить вариаторы (последние вообще не коробки передач). На сегодняшний день коробка являет собой систему из гидротрансформатора и планетарной системы передач. И это накладывает небольшие трудности на правильность определении первенства, так как гидротрансформатор изобрел немецкий инженер Герман Феттингер в начале ХХ столетия, а планетарная система передач была известна со времен Птолемея. Но воедино все собрал и заставил работать изобретатель Оскар Бэнкер (при рождении его звали Азатуром Сарафяном).
“Так просто?” – спросите вы. – Вот так сразу взять и выложить все факты? А как же предыстория?”. Сейчас все будет!
Начнем с главного устройства, которое сделало возможным появление автоматической трансмиссии. Это – гидротрансформатор. Изобрели его исключительно для нужд судостроения. В конце ХIX века в морском флоте в качестве корабельного двигателя все чаще стали применять быстроходные паровые турбины вместо прежних тихоходных паровых машин. Эти машины поначалу соединялись с гребными винтами судов напрямую, и немного позже такая конструкция начала вызывать ожидаемые проблемы. Оборотность гребных винтов увеличить не удавалось, и для соединения их с более высокооборотными паровыми турбинами требовался дополнительный механизм.
Высокооборотные шестеренные передачи большой мощности тогда делать не умели. Высказывалось предложение использовать гидравлические лопастные машины, чтобы двигатель вращал колесо лопастного насоса и работа двигателя переходила в энергию жидкости, прокачиваемой насосом. Далее эта жидкость направляется в лопастную турбину, в которой энергия жидкости преобразуется в механическую энергию, используемую для вращения гребного винта.
Выходом явилось изобретение Г. Феттингером новой гидравлической машины, объединяющей в одном корпусе все лопастные колеса гидродинамической передачи – насос, турбину, направляющий аппарат (реактор). В такой машине (патент 1902 г.) исключены потери энергии в трубопроводах, спиральных камерах, подводах и отводах, что почти вдвое увеличило КПД. Уже в 1912 г. на пассажирском пароходе «Тирпиц» КПД составил 88,5%. Позже на пароходе «Висбаден» при мощности 15 000 – 20 000 л. с. гидродинамический трансформатор имел КПД 91,3%.
В 1904 году братья Стартевенты из Бостона показали свой прототип автоматической трансмиссии. Коробка имела две передачи, и суть механизма была очень похожа на немного доработанную механическую коробку передач. Проблема была в том, что промышленность на тот момент не готова была делать такие коробки серийно, поэтому дальше концепта дело не зашло.
Следующий шаг сделал Ford со своим Model T. Машина оснащалась планетарной коробкой передач и имела две передачи вперед и одну – назад. Преимуществом такой коробки было значительной упрощение управления, а мы ведь помним, что машина создавалась не для инженеров Фридрихов, а для простых Билли, которым инструкции были невдомек. Тогда еще не было синхронизаторов в коробках, и передачи переключались не так просто, как сейчас. На модели Т коробка управлялась педалями, и все что требовалось – вовремя переключиться.
Дальше была коробка передач от General Motors и фирмы Reo в середине 1930-х. В некоторой мере ту коробку можно считать первым «роботом», так как она являла собой механическую коробку, в которой было автоматизирована работа сцепления. А немного позже добавилась планетарная система передач, что во всю приблизило конструкцию к современным коробкам-автоматам.
Планетарный механизм был очень удобен для конструкторов автоматических передач. Для управления его передаточным числом и направлением вращения выходного вала, осуществляемого за счёт торможения отдельных частей планетарной передачи, могли быть использованы сравнительно небольшие и притом постоянные усилия с задействованием в качестве исполнительных механизмов фрикционов и ленточных тормозов. Управление последними при помощи сервоприводов в те годы не вызывало особых затруднений, так как уже было хорошо отработано, к примеру, на танках, где фрикционы использовались для разворота. Кроме того, отсутствовала необходимость выравнивать скорости отдельных элементов, так как все шестерни планетарной передачи находятся в постоянном зацеплении. В противоположность этому автоматизация «классической» механической коробки передач при всей логичности такого решения в те годы встречала целый ряд существенных затруднений, в первую очередь связанных именно с отсутствием подходящих для используемого в ней принципа переключения передач сервоприводов: для перемещения шестерён или муфт включения и введения их в зацепление друг с другом требовались надёжные и быстродействующие исполнительные механизмы, обеспечивающие достаточно большие усилия и рабочие ходы - намного большие, чем требуемые для сжатия блока фрикционов или затягивания ленточного тормоза. Удовлетворительное решение эта задача получила лишь ближе к середине 50-х годов XX века, а пригодное для массовых моделей - только в последние десятилетия, в частности, после появления многоконусных синхронизаторов вроде используемых в коробках передач типа DSG.
Интересной коробкой была «Уильсон», устанавливаемая на малолитражки английской фирмы BSA. Для торможения элементов планетарного механизма были применены ленточные тормоза. Выбор передачи осуществлялся подрулевым рычажком, а непосредственно включение передачи - нажатием на педаль. Коробка Уильсона была преселекторной, то есть водитель мог заранее выбрать нужную передачу, которая включалась только после нажатия на педаль переключения передачи, располагавшуюся обычно на месте педали сцепления - без необходимости точно координировать действия рычагом и педалью, что упрощало вождение и ускоряло переключения, особенно по сравнению с тогдашними несинхронизированными механическими коробками передач. Но главная заслуга коробки Уильсона – это то, что она первой получила переключатель, практически как в современных коробках, а для американцев она и по сей день остается стандартом. Кроме того, все позиции переключателя уже практически соответствовали общепринятыми (законодательно положения P-R-N-D-L были приняты в середине 1960-х).
Однако первую в мире полностью автоматическую коробку передач создала другая американская фирма - General Motors. В 1940 модельном году таковая стала доступна в виде опции на автомобилях марки Oldsmobile, затем Cadillac, впоследствии - Pontiac. Она несла коммерческое обозначение Hydra-Matic и представляла собой комбинацию гидромуфты и четырёхступенчатой планетарной коробки передач с автоматическим гидравлическим управлением. Система управления учитывала такие факторы, как скорость автомобиля и положение дроссельной заслонки. Hydra-Matic использовалась не только на автомобилях всех подразделений GM, но и на автомобилях таких марок, как Bentley, Hudson, Kaiser, Nash и Rolls-Royce, а также некоторых моделях военной техники. С 1950 по 1954 год автомобили Lincoln также снабжались АКП Hydra-Matic. Впоследствии немецкий производитель Mercedes-Benz разработал на её основе весьма похожую по принципу работы четырёхступенчатую АКП, хотя и имеющую значительные конструктивные отличия.
Настоящий бум в развитии «автоматов» был в 1950-х годах, и к середине 1960-х коробки были практически идентичны современными. В них даже заменили китовую ворвань на синтетические смазки, что серьезно снизило цену на коробки и их дальнейшее обслуживание.
В 1980-х коробки получили экономичные четырехступенчатые версии, но главное – микропроцессорное управление, что позволило существенно уменьшить количество движущихся элементов (все управление осуществлялось с помощью соленоидов, а не механики).
Сегодня нас уже не удивишь 7-ступенчатым автоматом, а на днях должны завезти 10-ступенчатые автоматы от VW. Коробки стали надежнее, на порядок удобнее, а главное – быстрее и экономичнее хорошей «механики». Казалось бы, механические коробки должны были остаться в прошлом и там, где они действительно нужны, но желание зарабатывать не позволяет автопроизводителям пойти на такой шаг. Быть может, электрокары их подстегнут?
- , 27 мая 2015
В 1960 годах автоматическая коробка передач серийно устанавливалась так-же на Волгу ГАЗ-21. Однако это была небольшая партия и в свободную продажу 21-я Волга с «автоматом» не поступала. Сама АКПП была британского производства. В современной России серийно
автоматической коробкой (в качестве опции) комплектуется ВАЗовская Lada Granta. На нёё устанавливается японский четырёх-ступенчатый автомат фирмы Jatco. Чуть позже на Лада Гранта стали устанавливать гибрид вазовской КПП и модуля АКПП немецкой фирмы ZF, а японским Jatco стали комплектовать Datsun Mi-DO (этот автомобиль создан на базе Лада Калина)
Сегодня многие начинающие водители, да и автолюбители с опытом, выбирают для себя автомобиль с Начинающие, как правило, часто пугаются самой необходимости переключать передачи при движении, ну а опытные водители просто оценили для себя возможности спокойного и размеренного движения на машине, оснащенной АКПП. Но когда новичок покупает свой личный автомобиль, он зачастую не знает, как же правильно эксплуатировать «автомат». К сожалению, этому не учат в автошколах, а ведь от этого зависит безопасность движения и ресурс работы механизмов коробки передач. Давайте посмотрим, как же нужно эксплуатировать АКПП, чтобы в будущем не иметь проблем с ней.
Виды автоматических КПП
Прежде чем рассказать о том, как ездить на АКПП, необходимо рассмотреть виды агрегатов, которыми производители комплектуют современные автомобили. От того, к какому виду относится та или же иная коробка, зависит и то, как ее использовать.
Гидротрансформаторная КПП
Это, наверное, самое популярное и классическое решение. Гидротрансформаторными моделями комплектуется большинство всех автомобилей, которые сегодня выпускаются. Именно с такой конструкции и началось продвижение АКПП в массы.
Нужно сказать, что сам гидротрансформатор на самом деле не является составной частью механизма переключения. Его функция - это сцепление на коробке "автомат", то есть гидротрансформатор передает крутящий момент от двигателя к колесам в процессе троганья машины.
Двигатель и механизм «автомата» не имеют жестких связей друг с другом. Энергия вращения передается при помощи специального трансмиссионного масла - оно постоянно циркулирует в замкнутом круге под высоким давлением. Эта схема позволяет двигателю с включенной передачей работать в том случае, когда машина стоит.
За переключение отвечает а точнее, гидроблок, но это общий случай. В современных моделях режимы работы определяются электроникой. Так, КПП может работать в стандартном, спортивном либо экономичном режиме.
Механическая часть таких коробок надежна и вполне поддается ремонту. Гидроблок является уязвимым местом. Если клапаны его работают неправильно, тогда водитель столкнется с неприятными эффектами. Но в случае поломки в магазинах есть запчасти АКПП, хотя сам ремонт обойдется довольно дорого.
Что касается ездовых характеристик авто, оснащенных гидротрансформаторными КПП, то они зависят от настроек электроники - это датчик оборотов АКПП и другие датчики, и в результате этих показаний отправляется команда на переключение в нужный момент.
Ранее такие коробки предлагались лишь с четырьмя передачами. Современные модели имеют 5, 6, 7 и даже 8 передач. Как утверждают производители, более высокое количество передач способствует улучшению динамических характеристик, плавности движения и переключения и экономии горючего.
Бесступенчатый вариатор
По внешним признакам это техническое решение от традиционного “автомата” не отличается, но принцип работы здесь совершенно иной. Здесь нет передач, и система их не переключает. Передаточные числа изменяются постоянно и без перерывов - это не зависит от того, снижается скорость или двигатель раскручивается. Эти коробки обеспечивают максимальную плавность работы - это комфорт для водителя.
Еще один плюс, за который вариаторные КПП так полюбились водителям - это скорость работы. Данная трансмиссия не тратит время на процесс переключения - если необходимо набрать скорость, она сразу же будет на максимально эффективном крутящем моменте для придания автомобилю ускорения.
Автоматическая как пользоваться
Рассмотрим режимы работы и правила эксплуатации для обычных традиционных гидротрансфораторных автоматов. Они установлены на большинстве автомобилей.
Главные режимы АКПП
Чтобы определить основные правила эксплуатации, необходимо вначале разобраться с теми режимами работы, которые предлагают эти механизмы.
Для всех без исключения авто с АКПП обязательны следующие режимы - это «P», «R», «D», «N». И чтобы водитель мог выбрать необходимый режим, коробка оснащена рычагом выбора диапазона. По внешнему виду он практически ничем не отличается от селектора Разница его в том, что процесс смены передачи осуществляется по прямой.
Режимы отображаются на панели управления - это очень удобно, особенно для начинающих водителей. В процессе движения нет необходимости отвлекаться от дороги и опускать голову, чтобы посмотреть, на какой передаче едет машина.
Режим автоматической коробки «P» - В этом режиме отключатся все элементы автомобиля. В него стоит переходить лишь при длительных остановках или стоянках. Также с этого режима запускают мотор.
«R» - задняя передача. При выборе этого режима машина поедет задним ходом. Включать заднюю передачу рекомендуется лишь после того, как машина полностью остановилась; также важно помнить: задняя включается лишь при полностью выжатом тормозе. Любой другой алгоритм действий может нанести существенный вред трансмиссии и мотору. Это очень важно знать всем тем, у кого автоматическая коробка передач. Как пользоваться ею правильно, советуют специалисты и опытные водители. Внимательно отнеситесь к этим советам, они очень помогут.
«N» - нейтраль, или нейтральная передача. В этом положении мотор уже не передает крутящий момент на ходовую часть и работает в режиме холостого хода. Рекомендуется использовать эту передачу только для кратковременных остановок. Также не стоит включать коробку в нейтральное положение при движении. Некоторые профессионалы советуют буксировать авто в этом режиме. Когда АКПП находится в нейтральном положении, запуск двигателя запрещен.
Режимы движения АКПП
«D» - режим движения. Когда коробка находится в этом положении, автомобиль движется вперед. При этом передачи поочередно переключаются в процессе нажатия водителем на педаль газа.
Автомобиль-автомат может иметь 4, 5, 6, 7 и даже 8 передач. Рычаг выбора диапазона на таких авто может иметь несколько вариантов движение вперед - это «D3», «D2», «D1». Обозначения также могут быть и без буквы. Эти цифры показывают на доступную верхнюю передачу.
В режиме «D3» водитель может использовать первые три передачи. В этих положениях значительно эффективнее тормозить, чем в обычном «D». Этот режим рекомендуют использовать тогда, когда ехать без притормаживаний просто невозможно. Также эта передача эффективна при частых спусках или подъемах.
«D2» - это, соответственно, только две первые передачи. В данное положение коробку переводят на скоростях до 50 км/ч. Зачастую данный режим используют в тяжелых условиях - это может быть лесная дорога или горный серпантин. В этом положении максимально используется возможность торможения мотором. Также переводить коробку в «D2» нужно в пробках.
«D1» - это только первая передача. В этом положении АКПП используют в том случае, если автомобиль трудно разогнать выше 25 км/ч. Важный совет для тех, у кого автоматическая коробка передач (как пользоваться всеми ее возможностями): не стоит включать этот режим на высоких скоростях, иначе будет занос.
«0D» - повышенный ряд. Это крайнее положение. Его стоит использовать, если машина уже набрала скорость от 75 до 110 км/ч. Выходить из передачи рекомендуется тогда, когда скорость упала до 70 км/ч. Этот режим позволяет значительно снизить расход топлива на автомагистралях.
Включать все эти режимы можно в любом порядке во время движения автомобиля. Теперь можно смотреть только на спидометр, и тахометр больше не нужен.
Дополнительные режимы
На большинстве коробок передач также реализованы вспомогательные режимы работы. Это нормальный режим, спортивный, овердрайв, зимний и экономичный.
Нормальный режим используют при обыкновенных условиях. Экономичный позволяет добиться плавной и спокойной езды. В спортивном режиме электроника задействует мотор по максимуму - водитель получает все, на что способна машина, но про экономию придется забыть. Зимний режим предназначен для работы в условиях скользких поверхностей. Автомобиль трогается с места не с первой, а со второй либо даже с третьей передачи.
Эти установки включаются зачастую при помощи отдельных кнопок или переключателей. Нужно также сказать, что, несмотря на все те преимущества для водителей, которые дает автоматическая коробка, водители хотят управлять авто. Нет ничего лучше того, как переключать скорости в своем автомобиле. Чтобы решить эту проблему, инженеры концерна Porsche создали режим работы АКПП «Типтроник». Это имитация ручной работы с коробкой. Он позволяет вручную по необходимости повышать или понижать передачу.
Автоматическая как ездить
В процессе трогания автомобиля с места, а также при изменении направления движения режим работы коробки переключают при нажатом тормозе. При смене направления движения также не стоит временно устанавливать коробку в нейтральное положение.
Если необходимо остановиться на светофоре, а также в случае пробок, не стоит устанавливать селектор в нейтральное положение. Также не советуют это делать на спусках. Если машина буксует, то не нужно сильно давить на газ - это вредно. Лучше включить пониженные передачи и с помощью педали тормоза дать колесам медленно вращаться.
Остальные тонкости работы с АКПП можно постигнуть только с опытом вождения.
Правила эксплуатации
Первым делом необходимо нажать педаль тормоза. Затем селектор переводится в режим движения. Далее следует отпустить стояночный должна опускаться плавно - автомобиль начнет двигаться. Все переключения и манипуляции с АКПП делаются через тормоз правой ногой.
Чтобы снизить скорость, лучше всего отпустить педаль газа - все передачи будут переключаться автоматически.
Основное правило - никаких резких наборов скорости, резких торможений, любых резких движений. Это приводит к износу и увеличению расстояния между ними. Это затем может привести к тому, что появятся неприятные толчки при переключении АКПП.
Некоторые профессионалы советуют давать коробке отдых. К примеру, при парковке можно позволить машине катиться на холостых, без газа. Лишь после этого можно давить на акселератор.
Автоматическая КПП: чего нельзя делать
Строго запрещено давать нагрузку непрогретому автомату. Даже если за бортом автомобиля держится плюсовая температура воздуха, первые километры лучше всего преодолевать на небольших скоростях - очень вредны для коробки резкие ускорения и рывки. Начинающий водитель должен запомнить также, что для того чтобы полностью прогреть АКПП, необходимо больше времени, чем на прогрев силового агрегата.
Автоматическая коробка не предназначена для бездорожья и экстремального использования. Многие современные КПП классической конструкции не любят пробуксовок колес. Лучший способ вождения в таком случае - исключение резкого набора оборотов на плохих дорогах. Если автомобиль застрял, поможет лопата - не стоит сильно нагружать трансмиссию.
Также специалисты не рекомендуют перегружать классические автоматические трансмиссии высокими нагрузками - механизмы перегреваются и вследствие этого сильней и быстрее изнашиваются. Буксировать прицепы и другие авто - это скорая смерть для автомата.
Кроме этого, не стоит заводить автомобили, оснащенные АКПП, с "толкача". Хоть многие автолюбители и нарушают это правило, здесь следует помнить, что это не пройдет бесследно для механизма.
Также обязательно нужно помнить о некоторых особенностях в переключении. В нейтральном положении можно остаться, но при условии удерживания педали тормоза. В нейтральной позиции запрещается глушить силовой агрегат - это можно делать только в позиции «Паркинг». Запрещено переводить селектор в «Паркинг» или в позицию «R» при движении.
Типичные неисправности
Среди типичных неисправностей специалисты выделяют поломку кулисы, утечки масла, проблемы с электроникой и гидроблоком. Иногда не работает тахометр. Также иногда случаются проблемы с гидротрансформатором, не работает датчик оборотов двигателя.
Если при использовании коробки наблюдаются какие-либо затруднения при перемещении рычага, то это признаки проблем с селектором. Для решения требуется заменить деталь - запчасти АКПП есть в автомобильных магазинах.
Часто многие поломки возникают по причине утечек масла из системы. Зачастую автоматические коробки текут из-под уплотнителей. Следует чаще осматривать агрегаты на эстакаде или же смотровой яме. Если утечки есть, то это сигнал к тому, что необходим срочный ремонт агрегата. Если сделать все вовремя, то проблему можно решить заменой масла и уплотнителей.
На некоторых автомобилях случается такая ситуация, что не работает тахометр. Если останавливается и спидометр, то АКПП может перейти в аварийный режим работы. Зачастую эти проблемы решаются очень и очень просто. Неполадки заключаются в специальном датчике. Если его заменить или почистить его контакты, то все возвращается на свои места. Проверять необходимо датчик оборотов АКПП. Он расположен на корпусе коробки.
Также автолюбители сталкиваются с некорректной работой АКПП из-за проблем в электронике. Зачастую блок управления неверно считывает обороты для переключения. Виной тому может быть датчик оборотов двигателя. Ремонт самого блока - это бессмысленно, а вот замена датчика и шлейфов поможет.
Очень часто из строя выходит гидроблок. Например, это может случиться, если водитель неверно эксплуатировал трансмиссию. Если машина не прогревалась зимой, тогда гидроблок очень уязвим. Проблемы с гидравлическим блоком часто сопровождаются различными вибрациями, некоторые пользователи диагностируют толчки при переключении АКПП. В современных автомобилях об этой поломке поможет узнать бортовой компьютер.
Эксплуатация АКПП в зимний период времени
Большинство поломок автоматической трансмиссии случаются именно в зимний период. Это связано с отрицательным воздействием низких температур на ресурсы системы и тем, что на льду при трогании колеса буксуют - это тоже не лучшим образом сказывается на состоянии.
Перед наступлением холодов автолюбитель должен проверить состояние трансмиссионной жидкости. Если в ней замечены вкрапления металлической стружки, если жидкость потемнела и стала мутной, то ее следует заменить. Что касается общего регламента замены масла и фильтров, то для эксплуатации в нашей стране рекомендуется это делать через каждые 30 000 км пробега автомобиля.
Если машина застряла, тогда не стоит использовать режим «D». В этом случае поможет переключение на пониженные передачи. В случае если пониженных нет, тогда автомобиль вытягивают движением вперед-назад. Но не стоит слишком злоупотреблять этим.
Чтобы избежать заноса при понижении передач на скользкой дороге, для переднеприводных автомобилей нужно удерживать педаль акселератора, на заднеприводном - наоборот, отпустить педаль. Перед поворотом лучше использовать пониженные передачи.
Вот и все, что можно сказать о том, что представляет собой автоматическая коробка передач, как пользоваться ею и какие правила следует соблюдать. На первый взгляд может показаться, что это крайне привередливый механизм с небольшим рабочим ресурсом. Однако при соблюдении всех этих правилах этот агрегат проживет весь срок службы автомобиля и будет радовать своего владельца. Автоматические КПП повзоляют полностью погрузиться в процесс вождения, не задумываясь о подборе правильной передачи - об этом уже позаботился компьютер. Если вовремя обслуживать трансмиссию и не нагружать ее сверх ее возможностей, она принесет только позитивные эмоции в процессе использования автомобиля в различных условиях.
