Принцип работы автоматической коробки передач

Как завести машину с АКПП: что нужно знать

Для тех, кто не знает, как пересесть с механики на автомат, а также для новичков, которые только сели за руль машины, оснащенной АКПП, будет полезно на начальном этапе изучить алгоритм запуска мотора.

Другими словами, нужно знать, как правильно завести машину с автоматом. Как может показаться на первый взгляд, никаких трудностей нет, однако на практике часто возникают ошибки.

Прежде всего, автомобиль с автоматической коробкой отличается в плане использования от традиционной механики. На самом деле, сразу отметим, что управлять машиной с АКПП намного проще и безопаснее, чем МКПП, однако нужно отдельно учитывать особенности автоматической коробки.

Перед тем, как перейти к основной теме, нужно выделить, что сами коробки автомат отличаются. Сегодня существует несколько видов АКПП: «классический» гидромеханический автомат, вариатор и роботизированная коробка передач. При этом основные режимы у них зачастую одинаковые. Производители специально делают все автоматы похожими, чтобы у водителей не возникало дополнительных трудностей во время взаимодействия с КПП.

Основным отличием может быть само исполнение селектора АКПП, ход рычага (по отдельным пазам или без них), а также наличие дополнительных режимов (Типтроник, зимний режим, спортивный и т.д.).

При этом, как уже было сказано выше, все производители так или иначе придерживаются определенных правил и стандартов, чтобы водитель не испытывал трудностей при работе с автоматическими трансмиссиями разных типов.

Теперь перейдем к тому, как заводить двигатель на машине с автоматом. Прежде всего, нужно запомнить, что мотор на автомате заводится только в положении «P» (парковка) или «N» (нейтраль).

Примечательно то, что многие новички глушат машину в режиме «D», «R», «M» или другом, затем затягивают ручник и после покидают автомобиль. Далее, после стоянки водитель садится в машину, нажимает педаль тормоза, поворачивает ключ в замке зажигания, но запуска не происходит.

Так вот, двигатель в этом случае и не заведется, так как АКПП оснащены «защитой». Данное решение позволяет избежать как нежелательного или случайного движения автомобиля в момент запуска (предотвращает ДТП и другие аварийные ситуации), так и поломок двигателя и трансмиссии.

Получается, правильный алгоритм действий следующий:

• после окончания поездки нужно полностью остановить автомобиль;
• удерживая машину педалью тормоза, затянуть «ручник»;
• затем можно переводить селектор в режим «P».

Обратите внимание, режим парковки имеет одну полезную особенность, которая заключается в срабатывании механической блокировки вала КПП после перевода рычага в «паркинг». Если просто, колеса блокируются, то есть машина не сможет покатиться вперед или назад, даже если не затягивать ручник

Идем далее. Если машина стоит на «Р», при необходимости завести двигатель, достаточно будет вставить ключ в замок зажигания и запустить мотор. Кстати, на некоторых АКПП дополнительно может также потребоваться нажать на тормоз, иначе запуск двигателя не произойдет (опять же, дополнительная защита).

Отдельно отметим, что заводиться можно также в режиме «N», однако нужно учитывать, что такой режим является сервисным (для буксировки авто и т.д.) и условно разъединяет коробку и двигатель.

Это значит, что никаких блокировок, как в режиме «паркинг», нейтралка не имеет. Простыми словами, если не нажимать на тормоз и не затянуть ручник, машина может покатиться на неровной площадке.

Именно по этой причине лучше сразу привыкнуть пользоваться только режимом «P», а не «N» при постановке машины на стоянку. Более того, режим «паркинг», благодаря наличию блокировки вала в коробке, позволяет избежать примерзания тормозных колодок зимой.

Если иначе, в зимний период можно не пользоваться ручником, достаточно поставить машину в режим «парковки». Единственное, нужно учесть, что блокировка вала осуществляется при помощи стальной тонкой шпильки.

Чтобы не допустить поломок и деформации, машину без использования ручника нужно парковать только на ровной площадке. В противном случае нельзя исключать вероятность поломки блокирующей шпильки вала АКПП, а также самопроизвольного качения автомобиля.

Наши дни

Современная автоматическая коробка передач представляет собой отлаженный механизм, управляемый специальным электронным блоком. С помощью многочисленных датчиков коробка-автомат способна контролировать рабочие режимы и выводить необходимую информацию на экран бортового компьютера авто.

Были придуманы 5-ти, 6-ти, 7-ми и даже 8-ми ступенчатые АКПП, которые позволяют водителю наслаждаться плавным разгоном и комфортной управляемостью транспортным средством любого назначения:

• легковые авто;
• малотоннажные грузовики;
• внедорожники;
• дорожная и сельскохозяйственная техника;
• микроавтобусы и полноразмерные автобусы.

Обслуживание автоматической коробки переключения скоростей в специализированных центрах и использование качественных расходных материалов и трансмиссионных жидкостей обеспечивает ее бесперебойную работу на протяжении многих лет.

Изобретатели коробки автомат и их многочисленные последователи на протяжении нескольких десятилетий придумывают новую конструкцию и адаптируют этот механизм под современную жизнь человека. Даже сегодня этап разработки АКПП нельзя назвать законченным.

Виды АКПП и их отличие друг от друга

Принцип работы всех видов АКПП сводится к перемене передаточного числа, которая обеспечивает преобразование мощности двигателя. Производители современных машин устанавливают трансмиссию таким образом, чтобы потенциал можно было использовать полностью. За счёт работы коробки передач, усилие передаётся от мотора к колёсам автомобиля с самыми маленькими потерями. Достигается это за счёт отсутствия разрыва сцепления.

Работа коробки запускается сразу после пуска мотора. В движение приходит маслонасос, нагнетающий давление жидкости. Колесо гидротрансформатора раскручивается в соответствии со скоростью вращения коленвала. Реакторные и турбинные остаются неподвижными.

Водитель за счёт нажима на педаль газа переключает передачи. Двигатель при этом раскручивается, провоцируя на движение насосное колесо. От лопастей под влиянием центробежной силы моторное масло переходит к турбине, обеспечивается вращение. Жидкость в результате переходит обратно к насосному колесу.

В отдельных коробках передач, при скорости 20-60 км/ч происходит автоматическая блокировка гидротрансформатора муфтой. Автомат при этом жёстко сцепляется с мотором, потому потеря мощности не прослеживается. Интересно, что при эксплуатации в таких условиях, масло быстрее приходит в негодность из-за перегрева и износа фрикционной накладки. Крутящий момент от двигателя переходит по выходному валу в АКПП.

Автоматическая система занимает передовое место среди числа всех известных вариантов. Новые системы постоянно разрабатываются и совершенствуются. Из общих списков можно выделить вариаторные, роботизированные и классические типы.

Классическая автоматическая коробка передач

Гидротрансформаторный модуль популярен до сих пор, несмотря на наличие других, более совершенных вариантов. Такая трансмиссия используется и сейчас. Её устанавливают на авто, сходящие с конвейера.

Стандартная АКПП

Коробка автомат включает планетарный редуктор, управляющую систему и гидравлический трансформатор. Последний элемент механизма является самым значимым, отсюда и название конструкции. Модуль активно используют на легковых и грузовых транспортных средствах.

Кому подойдёт автомобиль с АКПП сказать довольно трудно. Управлять автоматом после механики бывает достаточно сложно. Многим владельцам, несмотря на видимое упрощение режима эксплуатации, бывает тяжело перестроиться.

Роботизированная

Роботизированная коробка является достойной и более современной альтернативой для классического варианта АКПП. Переключение скоростей в ней обеспечивается за счёт взаимосвязи электрических механизмов, проявляющих активность за счёт электронного блока. Главное сходство этой системы с классической – наличие сцепления в корпусе КПП.

Роботизированная АКПП

Вариатор

Это устройство плановой бесступенчатой передачи, обеспечивающее передачу крутящего момента на колёса. Такая конструкция производит уменьшенный расход топлива при условии сохранения или приумножения динамических показателей.

Вариатор

При правильном использовании, вариатор помогает бережно эксплуатировать мотор транспортного средства. Модуль бывает цепным, ремённым, тороидальным.

Отличная статья в тему: Вариатор или автомат: что лучше и надежнее, плюсы и минусы, чем отличаются коробки передач, в чем разница

DSG

DSG это тоже роботизированная система, обеспечивающая автоматическое включение первой и второй скорости, при разомкнутости сцепления. Так модуль начинает подготовку ко включению повышенной передачи. При переключении сцепление первой ступени размыкается, а второй смыкается, действие происходит и в обратном порядке.

DSG-7

Сходство с механикой в том, что синхронизаторы способны переключать скорость при блокировки шестерни. Работа муфт обеспечивается с помощью движения цилиндров. Сцепление работает за счёт гидропривода.

Многовальные коробки прямого переключения

Такие коробки передач используют в спорткарах. Например, в Koenigsegg Jesko применяют КПП с 3-мя валами, 9 передачами и 7-ю фрикционами. Автомобиль моментально может переходить в спортивный режим, так и в экономичный городской. Регулируется это при помощи кнопки: полунажатие левой кнопки снижает передачу, полное нажатие – включает спортивный режим. Если полунажать на правую – передача повысится, если нажать до конца – включится экономичный режим.

А в некоторых спортивных Mercedes есть АКПП со сцеплением, который по стиля езды похож на вышеуказанный, но имеющий совсем другие внутренние составляющие.

Трехвальная 6-ступенчатая коробка передач Mercedes-Benz C-class sport coupe

Принцип работы и срок службы АКПП

При запуске мотора в гидротрансформатор попадает трансмиссионное масло, давление внутри увеличивается, начинают вращаться лопасти центробежного насоса.

Этот режим предусматривает полную неподвижность реакторного колеса вместе с главной турбиной.

Когда водитель переключает рычаг и нажимает педаль, повышается число оборотов лопастей насоса. Скорость вихревых масляных потоков увеличивается, и запускаются лопасти турбины. Жидкость попеременно перекидывается на реактор и возвращается обратно к турбине, обеспечивая увеличение ее эффективности. Крутящий момент передается на колеса, автотранспорт начинает двигаться.

Как только требуемая скорость будет набрана, то лопастная центральная турбина и насосное колесо начнут двигаться одинаково. Вихри масла попадают на реакторное колесо с другой стороны, поскольку движение может быть лишь в одну сторону. Оно начинает крутиться. Если машина идет на подъем, то колесо останавливается и передает центробежному насосу больше крутящего момента. Достижение нужной скорости ведет к смене передачи в планетарном ряду.

Если машина останавливается или ее скорость снижается, то давление рабочей жидкости также уменьшается, и передача переключается вниз. После выключения мотора в гидротрансформаторе исчезает давление, из-за чего невозможно завести автомобиль с толкача.

Вес АКПП достигает 70 кг в сухом состоянии (гидравлический трансформатор отсутствует) и 110 кг — в заправленном. Чтобы автомат нормально функционировал, надо контролировать уровень рабочей жидкости и правильное давление — от 2,5 до 4,5 бар.

Ресурс коробки может различаться. В одних автомобилях она служит около 100 000 км, в других — больше 500 000 км. Период службы зависит от того, как водитель следит за состоянием агрегата, вовремя ли заменяет расходные материалы.

Роботизированное устройство

Перемены в назначении коробки дошли до того, что теперь управлять мощностью двигателя стал робот, хотя сама структура работы осталась той же, а вот управляет устройством теперь электроника или «робот».

Основные положительные характеристики в том, что водителю можно не обременять себя дополнительными усилиями при переключении передач. Название говорит само за себя. «Робот» или электроника сама контролирует весь процесс. Это особенно будет приятно для начинающих водителей, речь больше идет о представительницах слабого пола, хотя и мужчинам тоже не легко дается управление автомобиля на МКПП. Трансмиссия переднеприводного автомобиля с «роботом» будет интересна каждому.

Сходство с механической КПП и «роботом» есть, оно находится на одном уровне с механикой и КПД выдает абсолютно схожий, правда, плавности ему не занимать. Такое положение вещей означает, что основные характеристики в положительном ключе на этом кончаются. Такая вот бюджетная автоматика.

Правда, трансмиссия автомобиля «Феррари» основана на «роботе», основные характеристики которого действительно хорошие, речь идет о гоночном автомобиле. Для гонок как раз такая схема трансмиссии подходит как нельзя лучше.

Что же делает роботостроение привлекательным, какова схема трансмиссии? Ответ – количество сцеплений. У «роботов» их наблюдается два. Трансмиссия автомобиля такого уровня была проверена на Фольксвагене, позже она была внедрена в Вольво, Форд и Митсубиси. Таким образом, можно было судить, сколько сцеплений, какова скорость работы, поэтому «роботы» были многофункциональны и, как отмечают инженеры, за ними будущее.

Как ездить на автоматической КПП и чего нельзя делать?

Чтобы правильно эксплуатировать коробку передач надо знать и учитывать основные правила:

• заводить авто только при нажатии педаль тормоза;
• дожидаться толчка, указывающего на полноценный запуск и лишь после этого жать на газ;
• при буксировании делать переход на сниженную передачу;
• при буксировке с запущенным мотором, скорость автомобиля должна быть не больше 50 км\ч, максимальное расстояние – 40 км, после чего надо дать остыть агрегату. В ином случае система продолжит работать «на сухую», что приведёт к быстрому износу деталей;
• при буксировании надо выбрать режим D2 либо L, регулируя при помощи педали тормоза вращение колёс.

Категорически запрещено:

• движение при парковочном положении рычага;
• спуск при нейтральной передаче;
• завод с толкача. В ином случае коробка может не прослужить и половину своего ресурса;
• установка рычага в положении «Р» и «N» при длительном простое;
• включение заднего хода, не дожидаясь полного прекращения езды в режиме движения впёрёд;
• включать режим «D» без полной остановки авто после режима заднего хода;
• переключение в режим «Р» до постановки на ручник;
• нельзя буксировать машину, если её вес больше другого ТС;
• применять режим «N» при обычной езде. Этот режим нужен только для эвакуации авто. Если его применять в других случаях, то может произойти гидравлический удар и быстрый износ коробки передач. В пробке можно и нужно применять режим «D» при нажатой педали тормоза столько, сколько это необходимо;
• переходить в режим нейтралки на ходу из режима «D». В этом случае автомобиль может заглохнуть и стать неуправляемым;
• при остановке на пригорке нельзя устанавливать режим паркинга. Правильнее – поставить авто на ручник, а только затем селектором выбрать режим «P». Для начала езды надо нажать на педаль тормоза, затем убрать ручной тормоз и только потом выбрать режим для движения.

Автомобилист должен изучить перечисленные правила перед началом использования АКПП. Их несоблюдение может стать причиной серьёзных неисправностей.

Вот стандартный порядок действий при трогании с места на авто на «автомате»:

1. Вставьте ключ в замок зажигания. До запуска стартера подождите несколько секунд, чтобы сработал бензонасос.
2. Нажмите педаль тормоза. Проверьте, чтобы на селекторе был выбран режим «P».
3. Не отпуская педаль тормоза, заведите автомобиль.
4. Не убирая ногу с тормоза, установите режим «D».
5. Уберите ногу с педали тормоза, сразу после этого авто начнёт двигаться впёрёд со скоростью 5 км/ч.
6. Чтобы увеличить скорость движения, следует нажать на «газ». Чем сильнее нажатие, тем выше разгон и передача.
7. Если понадобится остановить автомобиль, надо убрать ногу с педали газа и этой же ногой нажать на педаль тормоза.
8. Для кратковременной остановки установите селектор в режим «P», не отпуская педаль тормоза. При езде в пробке в режим паркинга переходить не надо. Чтобы продолжить движение, надо убрать ногу с педали тормоза и нажать педаль газа.

Отмечу, что современные автоматические коробки передач обладают кнопками «+» и «-», которыми можно повышать или понижать передачу вручную, так же как на механике. Когда следует переходить на режим «M»:

• При езде по грунтовке или бездорожье по низкой передаче.
• Для активной езды и манёвров.
• При съезде накатом с горки, с торможением двигателем. Если в этом случае применить режим нейтралки, то это со временем может повредить АКПП, а если применять режим «D», то скорость со временем будет возрастать.

Коробки Aisin

Aisin –японская компания, тесно связанная с Toyota. Это один из крупнейших производителей трансмиссий в мире. Модельный ряд включает надежные образцы, такие как КПП Toyota серии A: A750 и A760. Ими комплектуются внедорожники, включая Lexus, последние 10 лет. Один из новейших проектов Aisin – первая в мире 8-скоростная поперечная коробка AWF8F35, разработанная в 2013 году.

Моделью AW 55-50 (поперечная 5-ступенчатая трансмиссия с передним приводом для версии 4×4) оснащены многие автомобили Opel и Volvo. Также эти марки используют модели AF33 и FA57. Их слабое место – электромагнитные клапаны контроллера. Проблема устраняется заменой всего модуля с последующей адаптацией коробки. В Saab и Opel владельцы сталкиваются с утечками масла из кулеров.

При этом, несмотря на техническое сходство, коробки от разных моделей зачастую несовместимы. Для сохранения моторесурса и продления срока эксплуатации специалисты рекомендуют не набирать резко скорость в зимнее время, избегать частой замены масла (делать это следует после 60 000 километров пробега). Хотя производители устанавливают меньшие лимиты. Также эксперты рекомендуют использовать смазку, соответствующую стандарту JWS 3309.

Автоматические коробки передач Aisin устанавливали на свои автомобили несколько десятков марок. Компания поставляет «роботов» для большинства моделей Toyota. Это серия A, появившаяся в 1950-х годах, A750/760 устанавливается на Toyota Land Cruiser 120, 100 и Hilux, Lexusy IS, GS. Трансмиссией AWF8F35 комплектуются Opel Insignia, Peugeot Rifter, DS 7.

«Автомат» AW 55-50 дебютировал в 2000 году в автомобилях Volvo: 40, 60 и 70. Он также устанавливался в первом поколении Kadya (двигатель 2.5T), Renault Laguna II V6, Opel Vectra C и Signum и почти на все модели Volvo, включая XC90 от 2000-03.

Сравнение с МКПП

В автомобилях, где доступна механическая или автоматическая коробка передач, механическая коробка передач обычно является более дешевым вариантом, а автоматическая — более дорогим вариантом.

Транспортные средства, оснащенные автоматической коробкой передач, не так сложны в управлении. Следовательно, в некоторых юрисдикциях водителям, сдавшим экзамен по вождению на автомобиле с автоматической коробкой передач, запрещено управлять автомобилями с механической коробкой передач. И наоборот, лицензия с ручным управлением позволит водителю управлять транспортными средствами как с автоматической, так и с механической коробкой передач.

По сравнению с механической коробкой передач автоматическая коробка передач может вызвать следующие различия в динамике автомобиля :

• Переключение передач в середине поворота может повлиять на управляемость автомобиля.
• Преобразователи крутящего момента и вариаторы устраняют линейную зависимость между оборотами двигателя и скоростью автомобиля, делают изменения скорости автомобиля менее заметными из-за шума двигателя.
• Пробуксовку колеса сложнее контролировать при наличии гидротрансформатора. Это происходит из-за потери тяги, заставляющей преобразователь крутящего момента увеличивать свою выходную скорость для данной скорости двигателя. Таким образом, водитель (или противобуксовочная система) должен снизить мощность двигателя на большую величину, чем для автомобиля с механической коробкой передач.
• Повышенная способность переключаться на повышенную передачу при подъеме на крутые холмы благодаря автоматической коробке передач, поддерживающей передачу крутящего момента на колеса во время переключения передач.
• В двигателях с турбонаддувом и наддувом давление наддува может поддерживаться при переключении на повышенную передачу. Это связано с тем, что дроссельная заслонка может оставаться полностью открытой во время переключения передач в автоматической коробке передач, тогда как механическая коробка передач часто требует закрытия дроссельной заслонки во время переключения на повышенную передачу.

Ранние гидравлические автоматические трансмиссии были вызваны более высоким расходом топлива, чем механические трансмиссии, в основном из-за вязких и насосных потерь в гидротрансформаторе и гидравлических приводах. Однако современная гидравлическая автоматика может достичь такого же расхода топлива, как и механические коробки передач, а вариаторы могут быть более экономичными, чем их ручные аналоги.

«Классика», вариатор или DSG?

Преимущество «классической» автоматической коробки – избавление от необходимости переключать передачи. В настоящее время существует множество моделей «роботов», которые делают ход автомобилей плавным и динамичным. При этом увеличивается расход топлива по сравнению с механическими аналогами.

«Классический» автомат эффективен в условиях бездорожья, так как не прерывает тяговое усилие из-за переключения передач. Это хорошее подспорье при движении по песку или заезде в гору. Во время транспортировки груженого прицепа не нужно беспокоиться о разрушении сцепления, так как оно в данной компоновке отсутствует.

На рынке также представлены коробки другой конструкции. В последние годы появились трансмиссии с двойным сцеплением. В них на одном валу размещены четные шестерни, на другом – нечетные. Когда один вал работает, другой готов к подключению. Благодаря этому повышается эффективность переключения передач, а отсутствие гидротрансформатора экономит топливо и исключает потерю мощности.

Еще один вариант – трансмиссия CVT (бесступенчатая). Теоретически такая конструкция лучшая, исходя из того, что КПП должна постоянно приспосабливаться к стилю вождения относительно динамики и возможностей двигателя. Но вместо высокой эффективности владельцы зачастую получают «отключение» двигателя и динамику среднего уровня. Автоматизированные коробки – это классические трансмиссии, дополненные автоматическим управлением сцеплением.

Принцип работы АКПП

Сразу после запуска мотора в гидротрансформатор («бублик») попадает трансмиссионное масло. Оно обеспечивает повышение давления внутри и запуск лопастей центробежного насоса. После переключения рычага и нажима на педаль, число вращений увеличивается. Одновременно возрастает скорость вихревых масляных потоков. Жидкость переходит на реактор и постепенно возвращается к турбинам, усиливая их эффективность. Крутящий момент переходит на колёса. Транспортное средство приведено в движение. Гидротрансформатор автоматически изменяет крутящий момент и берёт на себя функцию сцепления.

После набора заданной скорости лопастные турбины и насосные колеса двигаются одинаково. Вихри масла при этом попадают на реакторное колесо с другой стороны, потому что движение обеспечивается только в одну из сторон. Если машина идёт в гору, колеса частично останавливаются и передают центробежному насосу больше крутящего момента.

По команде электронного блока тормозная лента с фрикционами производит замедление пониженной передачи. Это приводит к усилению потоков масла, пропускаемых через клапан. Далее происходит переключение на повышенную передачу без потери мощности.

Если машина останавливается или снижается скорость её движения, давление рабочей жидкости уменьшается и передача переключается вниз. После выключения мотора исчезает давление, нагнетённое в гидротрансформаторе, поэтому невозможно запустить машину с толкача.

Что отвечает за переключение передач в АКПП? Процесс изменения передач в коробке происходит при увеличении или уменьшении давления рабочей жидкости, а на это влияет ЭБУ – электронный блок управления

Вес коробки передач составляет 70 кг в незаправленном виде. Но, езда при этом невозможна

Важно поддерживать правильное давление рабочей жидкости – на уровне 2,5-4,5 бар