top of page

Коробка передач автомобиля

Коробка передач автомобиля (КПП) входит в список важнейших конструктивных составляющих трансмиссии авто. Коробка передач автомобиля предназначена для из­ме­не­ния скорости крутящего момента и направления движения машины, а также для длительного разъединения силового агрегата от трансмиссии. Коробки передач по своему принципу действия различают на комбинированные, бесступенчатые и ступенчатые. КПП во многом определяет вариант трансмиссии машины. Крутящий момент в коробках передач сту­пен­ча­то­го типа изменяется ступенчато. К ним относятся роботизированные и механические КПП.

Типы АКПП

​

После рассмотрения принципа работы АКПП и устройства АКПП необходимо также рассмотреть основные типы АКПП. Основные типы АКПП - робот, вариатор и типтроник.

​

Робот – полуавтоматическая трансмиссия. Она объединяет в себе МКПП и АКПП. Переключение происходит по требованию водителя. Педаль сцепления отсутствует (ее функцию выполняют сенсоры), ручка переключения двигается не Ж-образно, а только вперед и назад (как на секвентальной КПП). Во время переключения ручки и нажатия на акселерометр система подает сигнал БУ (блок управления), который сигнализирует в коробку передач автомобиля. Блок управления, основываясь на полученной от датчиков ин­фор­ма­ции, выбирает оптимальную скорость. Положительная сторона в том, что компьютер быстрее реагирует, и водителю нет необходимости выжимать сцепление. Парковка ав­то­мо­би­ля, «нейтралка» и задний ход осуществляются посредством выжима педали газа и тормоза одновременно, после чего водитель «выбирает» один из трех режимов.

​

Вариатор – бесступенчатая КПП, плавно изменяющая передаточное число, которое выбирается, исходя из нагрузки на двигатель. На транспортных средствах используют кли­но­ре­мен­ной и тороидный вариаторы.

Клиноременной вариатор состоит из одной либо двух передач, ремня, шкивов из дисков, которые образуют коническую форму. Сдвигаясь и раздвигаясь, диаметр шкивов изменяется, меняя тем самым передаточное число. Для того чтобы тронуться используют либо гидротрансформатор, либо сцепление, которое отключается сразу после начала движения. Ремень вклинивается в шкив торцевыми поверхностями. При износе сторон, за счет клиновидной формы он все сильнее врезается в шкив, не теряя сцепных свойств. Ведущий шкив при воздействии на него центробежных сил, разжимаясь, выталкивает ремень дальше от центра, ведомый же, сжимаясь, сдвигает ремень ближе к центру, изменяя передаточное число.

Тороидный вариатор устроен из соосных дисков и роликов, передающих крутящий момент от диска к диску. При изменении положения роликов изменяются радиусы, по которым они обкатывают диски, изменяя передаточные числа.

Несмотря на наличие плавности переключения передачи и свою совершенность (хорошая динамика разгона, менее сложное устройство, плавная езда, уменьшенный расход топлива), вариаторы не лишены некоторых минусов, из-за чего их не устанавливают на грузовые автомобили и авто с мощными двигателями. Клиноременной подвержен высокой степени износа ремня; тороидный имеет высокие нагрузки на контактное пятно (ролика и диска) до 10 тонн.

​

Типтроник является автоматической КПП с элементами механической. Пока типтроник не задействован, КПП работает в режиме обычной автоматической коробки. Повышение либо понижение передачи вручную осуществляется при помощи кнопок на руле либо паза на ручке КПП. То есть, водитель в любой момент времени способен взять управление передачами на себя (активная передача высвечивается на панели управления).

Только что были рассмотрены основные типы АКПП. Как мы увидели, каждый из них имеет свои достоинства и недостатки.

Механическая коробка передач (МКПП) – это многоступенчатый редуктор ци­линд­ри­чес­кой формы, в котором переключение передач осуществляется вручную. В зависимости от количества ступеней различают 4-ступенчатую, 5-ступенчатую, 6-сту­пен­ча­тую, 7-ступенчатую, 8-ступенчатую коробки передач.

Главными преимуществами коробки передач механического типа являются на­деж­ность, простота конструкции, возможность ручного управления в любом режиме вождения. За счет этих особенностей коробка передач механического типа является самым расп­рост­ра­нен­ным вариантом КПП. Несмотря на это в последнее время все больше автолюбителей отдают предпочтение автоматическим КПП.

​

Устройство коробки передач автомобиля

​

Следующим узлом трансмиссии автомобиля после сцепления автомобиля будет коробка передач, соответственно устройство коробки передач автомобиля сейчас и рас­смот­рим.

Сегодняшние модели автомобилей оборудованы преимущественно ступенчатыми механическими коробками с зубчатыми шестеренками. Число передач переднего хода, как правило, равняется пяти или четырем, не учитывая передачи заднего хода.

Устройство коробки передач автомобиля представлено на рисунке ниже.

Смена передачи в них выполняется передвижением шестерен, которые поочередно входят в зацепление со всеми остальными шестернями или при помощи синхронизаторов, блокировкой шестерен на валу. Синхронизаторы выполняют выравнивание частоты вра­ще­ния начинающих работу шестерен и блокируют валом одну из самых ведомых. Управление передвижением синхронизаторов или шестерен выполняет водитель при выключенном сцеплении. Коробки передач подразделяются на 3-ступенчатые и 4-ступенчатые и т.д., в зависимости от количества передач переднего хода.

В устройство коробки передач автомобиля входят:

  • Рычаг переключения;

  • Механизм, отвечающий за переключение передач с блокировочными и замковыми устройствами;

  • Синхронизаторы;

  • Валы с шестернями (первичный, вторичный, промежуточный);

  • Дополнительный вал, а также шестерни заднего хода;

  • Картер

 

Картер включает в себя все основные элементы и узлы коробки передач. Он при­креп­ля­ет­ся к картеру сцепления, который присоединен к двигателю автомобиля. Так как в процессе работы коробки передач автомобиля шестерни КПП подвергаются серьезным нагрузкам, им необходимо быть хорошо смазанными. Таким образом, емкость картера залита наполовину трансмиссионным маслом (на некоторых автомобилях используется моторное масло).

Синхронизаторы предназначены для безударного, плавного и бесшумного вклю­че­ния передач, методом уравнивания угловых скоростей вращающих шестерен.

Валы коробки передач выполняют вращение в подшипниках, которые находятся в картере, и имеют группу шестерен с различным количеством зубьев.

Механизм переключения передач предназначен для изменения передачи в коробке и управляется с помощью рычага из салона машины. Замковое устройство при этом не позволяет одновременно включаться двум передачам, а блокировочный механизм удер­жи­ва­ет передачи от самостоятельного выключения.

 

Работа коробки передач автомобиля

На первичном валу коробки расположен ведомый диск сцепления. На другом конце вала находится зубчатая шестеренка, от которой и получают вращение все остальные шестерни. Рассмотрим сам принцип действия, работу коробки передач автомобиля, и ее предназначение.

Работа коробки передач автомобиля представлена на рисунке ниже.

Для этого возьмем два зубчатых колеса, соприкасающиеся друг с другом. Вращение одного заставляет вращаться второе колесо — и наоборот. Если оба колеса жестко посажены на валы – соответственно и они получают вращение. А на противоположном конце или, к примеру, в середине вала, можно закрепить еще зубчатые колеса, которые в контакте с другими также будут заставлять их вращаться. При этом, как и в случае с дисками в сцеплении, есть ведущая шестеренка (вал), а есть и ведомая шестеренка (вал). Кроме того, в КП имеются и промежуточные шестерни (валы).

Следующий момент, на котором стоит остановиться — это размеры вращающихся шестерен. Именно на различии в их диаметрах и основана работа коробки передач ав­то­мо­би­ля. Допустим, что два цепляющихся зубьями колеса имеют одинаковый размер. Тогда скорость вращения ведущего и ведомого автомобильного колеса будет также одинакова. Если же ведущая шестеренка больше ведомой, тогда ведомая шестеренка будет вращаться быстрее и соответственно, наоборот, при меньших размерах ведущей шестерни, ведомая будет вра­щать­ся медленнее. На этом принципе и основана работа коробки передач автомобиля, переключение которой позволяет менять скорость движения.

Еще один немаловажный факт, существующий при вращении двух шестеренок – это момент силы. Он пропорционально противоположен скорости вращения. То есть, чем больше по размерам ведущее колесо относительно ведомого, тем выше скорость вращения ведомого и тем меньше тяговое усилие, передаваемое от ведущей к ведомой шестеренке, и наоборот.

Чтобы это конкретнее представить, можно взять для примера велосипед, имеющий несколько скоростей. В нем крутящий момент передается от педалей к ведущей шестеренке. От нее — через цепь к оси заднего колеса, на котором расположены несколько зубчатых колес разного диаметра. Чем меньше шестеренка, тем быстрее едет велосипед, но тем труднее крутить педали. И наоборот, чем больше шестеренка связана цепью с ведущим колесом – тем легче ехать, но скорость будет совсем маленькая. Смысл в том, что если представить радиус любого колеса в виде рычага, то из школьной физики известно – чем длиннее рычаг, тем легче вращать колесо относительно его оси.

Итак, стоит запомнить, во сколько раз отличаются размеры ведущего и ведомого зубчатого колеса, во столько раз отличается их скорость вращения и момент силы, передаваемый между ними. Но значение скорости всегда обратно пропорционально крутящему моменту.

Вот по принципу велосипеда и работает коробка передач. К ведущей шестеренке первичного вала поочередно переключаются другие шестерни различного диаметра. В результате при равномерной работе двигателя автомобиля, водитель рычагом КП может изменять его скорость без существенного изменения числа оборотов ДВС. А дополнительный вал с шестеренкой, называемый валом заднего хода, позволяет двигаться автомобилю назад.

Теперь вспомним про соотношение размеров шестерен, скорости и крутящего момента и рассмотрим, как это все сочетается при работе коробки передач автомобиля.

1-я передача. Автомобиль стоит на ровном месте. Его нужно сдвинуть с мертвой точки и заставить двигаться, преодолев силу трения покоя между всеми движущимися деталями. С ведущей шестеренкой соединяется самая большая ведомая шестерня. Мы получаем максимальное усилие на нее при минимальном ускорении – автомобиль медленно трогается с места.

2-я передача. Автомобиль двигается, но за счет большого размера ведомой шес­тер­ни, в какой-то момент достигает максимально возможной скорости вращения. Для ус­ко­ре­ния автомобиля переключается другая, меньшая по размерам шестеренка к ведущей. Тяговое усилие уменьшается, а скорость увеличивается.

3-я передача. Автомобиль получил ускорение. Тяговое усилие нужно только для преодоления встречного воздуха, но скорости еще можно прибавить. Переключается самая маленькая шестеренка, своим вращением обеспечивающая максимальную скорость ав­то­мо­би­ля.

Задняя передача. Принцип тот же что и в 1-й передаче. Разница только в том, что в работу вступает вал заднего хода, упомянутый выше. В результате на выходе из коробки передач ведомый вал вращается в противоположную сторону, а автомобиль начинает двигаться назад.

Нейтральная передача. Здесь все просто. Ведущая шестеренка не контактирует ни с одной ведомой. То есть, вращается вхолостую. Данный режим необходим для того, чтобы водитель при простое автомобиля с запущенным двигателем (прогрев, остановка, ожидание совершения маневра и т.д.) длительно не давил при этом на сцепление.

Поняв принцип работы коробки передач автомобиля, делаем вывод о ее назначении.

Как и любой механизм, коробка передач имеет корпус, выполненный из сплава легких металлов. В нем размещен набор валов с шестеренками и механизм переключения передач. Как и в ДВС, трущиеся детали смазываются маслом, которое заливается непосредственно в корпус через заливное отверстие. На днище корпуса имеется сливное отверстие, позволяющее сливать отработавшее масло через определенные интервалы работы, указанные в технической документации автомобиля.

Как мы уже выяснили, основными рабочими элементами коробки передач являются валы с шестеренками. Кроме ведущего, ведомого вала и вала заднего хода, в коробке еще бывает и промежуточный вал. Дело в том, что, к примеру, для получения максимального крутящего момента, требуется большая разница в размерах ведущего и ведомого зубчатого колеса, что привело бы к увеличению размеров самой коробки передач. А наличие промежуточного вала с двумя шестеренками разных размеров на его концах, позволяет сделать весь механизм более компактным.

То есть, если представить, что надо увеличить крутящий момент в 10 раз (1х10), соответственно ведомая шестерня должна быть в 10 раз больше. А включение в цепочку промежуточного вала с промежуточными шестеренками разных размеров позволит уменьшить это значение. В результате можно получить соотношение 1х2 и далее 1х5. И на выходе ведомый вал получит необходимый крутящий момент.

Сцепление ведущей шестеренки с остальными в разной очередности производится механизмом переключения передач. Для компенсирования разности в скорости вращения шестеренок при их сцеплении применяются синхронизаторы. Их задача — обеспечить плавное и бесшумное сцепление шестерен за короткий промежуток времени.

В зависимости от количества передач, которые получили название «ступени», коробки передач бывают от 4-5 ступенчатых у легковых машин, до 12-16 ступенчатых у большегрузных автомобилей и спецтехники.

​

Неисправности коробки передач

Поломки и неисправности коробки передач механического типа определяются пра­виль­ностью ее эксплуатации, а также особенностями ее устройства.

Самыми распространенными техническими неисправностями коробки передач ме­ха­ни­чес­ко­го типа являются:

  1. Непроизвольное выключение передач («вылетает скорость»). Данное об­сто­я­тельст­во выявляется неисправностями блокировочного механизма и максимальным износом шестерен и синхронизаторов.

  2. Затрудненно включение (или переключение) передач. Данная неисправность коробки передач обусловлена неполадкой механизма переключения передач, низким качеством или недостаточным уровнем трансмиссионного масла в картере, заеданием и износом шестерен или синхронизаторов.

  3. Шумовой фон (устойчивый) в процессе работы. Эту неисправность коробки передач следует конкретизировать. Специалисты выявили три ее проявления:

    • Шум во время работы одной конкретной передачи;

    • Шум КПП при нейтральном положении рычага переключения передач;

    • Шум в процессе работы КПП.

    Общий шум КПП объясняется повреждением или износом подшипников, шпилевых соединений, синхронизаторов, шестерен, а также недостаточным уровнем масла в картере. Шум во время работы одной из передач является показателем повреждения или изношенности конкретных синхронизаторов и шестерен. А вот шумы в нейт­раль­ном положении рычага КПП зачастую говорят об износе подшипников первичного вала.

  4. Небольшие подтекания трансмиссионного масла. Данная неисправность коробки передач связана с избыточным количеством масла в коробке передач автомобиля или общей негерметичности картера, которая вызвана ослаблением крепления крышек, повреждением уплотнительных прокладок или сальников.

 

Как правило, перечисленные выше неисправности коробки передач связаны с повреждением и износом узлов и элементов, ликвидируются только заменой. Самый разумный вариант в этом непростом деле – обратиться в автосервис к профессионалам.

​

Обслуживание коробки передач

Настало время рассмотреть основные правила обслуживания коробки передач.

При правильном сервисном и техническом обслуживании коробки передач, при правильной эксплуатации у водителя не должно возникнуть каких-то проблем и трудностей с коробкой передач. В таком случае она будет работать вплоть до окончания срока эксп­лу­а­та­ции машины.

Во время работы коробки передач автомобиля следует постоянно проверять количество трансмиссионного масла и выдерживать требуемый уровень, не допуская его занижения или повышения. В первом случае в коробке передач автомобиля не будет обеспечиваться необходимой смазки, во втором – в коробке будет формироваться избыточное давление, что в конечном итоге приведет к уменьшению срока работы устройства. Кроме этого главной периодической профилактической мерой является полная замена смазки, которая выполняется на основе технической документации автомобиля. Данный принцип обслуживания коробки передач можно самостоятельно контролировать водителю без обращения к специалистам.

Очень часты случаи образования механических неисправностей коробки передач в связи с необоснованным грубым и агрессивным обращением с рычагом коробки передач. Следует помнить, что смена передач – это изменение режимов работы коробки передач автомобиля (переход от одной ступени к другой). Быстрая и резкая смена скоростей может привести к быстрой поломке механизма переключения, валов с шестернями, синх­ро­ни­за­то­ров.

И еще важный момент: необходимо контролировать, как осуществляет свою работу коробка передач автомобиля. Человеческий фактор никто и никогда не сможет заменить: водителю, ощущающему непривычность работы коробки передач автомобиля, следует самостоятельно отыскать и исправить неисправность коробки передач, либо (что будет более разумно) обратиться в автомобильный сервис.

Из всего вышеперечисленного следует, что выполняя простые правила обслуживания коробки передач, можно надолго продлить срок ее службы.

Автоматическая коробка передач

Принцип работы АКПП

​

Если рассмотреть принцип работы АКПП, то можно выделить ряд существенных моментов. Появление автоматической коробки передач автомобиля облегчило нагрузку на человека во время вождения, что впоследствии привело к улучшению ходовых ха­рак­те­рис­тик автомобиля. В случае если транспортное средство оборудовано механикой, водителю необходимо постоянно следить за работой двигателя и переключать передачи, в отличие от автоматической коробки передач автомобиля. Скорости переключаются автоматически, исходя из нагрузки на двигатель. Принцип работы АКПП изображен на рисунке ниже.

В наши дни автоматическая коробка передач автомобиля устанавливается на все типы транспорта (легковые, грузовые, полноприводные) и обладает следующими пре­и­му­щест­ва­ми:

  • повышает комфорт езды – за счет «освобождения» водителя;

  • плавно переключает передачи – за счет согласования нагрузки, скорости, степени выжима педали акселерометра;

  • защитная функция – двигатель и ходовая не перегружаются.

Управление автоматической коробкой передач автомобиля состоит из группы золотников, которые распределяют масляные потоки к поршням фрикционных муфт и тормозных лент. При этом расположение самих золотников устанавливается механическим методом с помощью рукоятки селектора, либо за счет автоматики. Также автоматика управления автоматической трансмиссией бывает гидравлической или электронной.

От центробежного регулятора гидравлической автоматикой используется давление масла. В свою очередь, центробежный регулятор имеет соединение с выходным валом автоматической коробки передач автомобиля. Также гидравлика применяет давление масла при нажатии на педаль газа. Автомат при этом получает данные о положении педали газа, что и является основанием для переключения золотников.

В автоматике управления электронного типа применяются соленоиды, пе­ре­ме­ща­ю­щие золотники. Соленоидные кабели выходят к блоку управления автоматической коробкой передач автомобиля. Электронный БУ отвечает за перемещение соленоидов, которое также зависит от положения рукоятки селектора, от положения педали газа и скорости автомобиля.

Автомобили, оснащенные автоматической КПП, являются самым удобным видом транспорта. Но большинство водителей с иронией относятся к автоматической коробке передач автомобиля. Все зависит от привычки. Если водитель предпочитает чувствовать динамику движения и важность своего присутствия в ней, то автоматическая коробка передач автомобиля ему не подойдет. Выбор КПП – это индивидуальное дело каждого. Прежде чем вы начнете привыкать к автомобилю с АКПП, не лишним будет разобраться в нюансах использования автоматической коробки передач автомобиля. Вопрос касается некоторых особенностей, несоблюдение которых приведет к поломке АКПП. А ремонтные работы или замена АКПП – очень дорогое удовольствие.

Кроме принципа работы АКПП очень важным является рассмотрение правил использования автоматической коробки передач автомобиля.

 

Правила использования коробки передач автоматического типа

Управление «автоматом». Полный контроль электроникой все-таки требует соблюдение водителем правил переключения рычага селектора. Запуск мотора выполняется в положении «P» или же «N» и выжатой педалью тормоза. Изменение положения селектора для начала движения необходимо осуществлять при выжатой педали тормоза, нажатой кнопке блокировки селектора и отпущенной педали газа. При смене положения селектора запрещается использовать педаль газа.

Стоянка. После того, как автомобиль остановился, изначально нужно поставить стояночный (ручной) тормоз, а только после этого перемещать селектор в положение «стоянка». Все дело в том, что у автомобиля, ставшего с незначительным продольным наклоном, селектор поставить на «стоянку» можно, а вот снять потом может быть очень проблематично. Небольшое движение автомобиля назад и вперед может застопорить парковочное колесо автоматической КПП. Таким образом, сначала «ручник», а после этого, в качестве подстраховки – селектор на «стоянку».

Принцип «раскачки», к примеру, во время застревания в грязи или снегу для автомобиля с АКПП неприемлем. Из положения «D» в «R» или обратно необходимо переходить только после того, как автомобиль выполнит полную остановку. Пренебрежение данным правилом приведет к тому, что вы «порвете» КПП.

Движение в зимний сезон. Для езды в зимний период (снег, гололед) селектор имеет положения «W» и «1-3». Автомат, в случае попадания автомобильного колеса на скользкий лед, «думает», что автомобиль передвигается без загрузки и автоматически включает повышенную передачу, результат – клин дифференциала. Таким образом, строгое правило зимней езды на авто с автоматической КПП: селектор в положении «2», «3» или «W»; обязательно хороший зимний протектор или шипованная резина.

Езда с прицепом. Перед этим ознакомьтесь с руководством о пользовании АКПП. При езде с прицепом рукоятку селектора необходимо выставлять в положение «3», и скорость не должна быть выше 80 км/ч.

Буксировка автомобиля с автоматической КПП. В эксплуатационных правилах АКПП указывается, что перед процессом буксировки автомобиля с «автоматом» ее необходимо полностью наполнить маслом. Также при буксировке используется принцип 50х50 – не больше 50 км со скоростью не выше 50 км/ч.

Данное правило подходит не для каждого автомобиля. Например, у Honda данное правило звучит как «40х40». А вот автомобили марки Mercedes не рекомендуют буксировать ни при каких обстоятельствах, только при помощи эвакуатора.

Любителям агрессивной езды. Не рекомендуется пытаться выполнять различные «полицейские» развороты или начало движения с пробуксовкой с места. При одновременном нажатии педали тормоза и газа вся энергия, вырабатываемая силовым агрегатом, будет выделяться в трансмиссионное масло. В результате этого происходит перегрев ав­то­ма­ти­чес­кой КПП, давление падает, масло закипает, и в конечном итоге горит коробка.

 

Устройство АКПП

Кроме принципа работы АКПП очень важным является рассмотрение устройства АКПП. Все автоматические коробки передач автомобиля различаются устройством, берущим на себя функцию контроля и управления трансмиссии. В первом случае эти функции берет на себя гидравлическое устройство, во втором – электронное. Остальные узлы идентичны. Рассмотрим устройство АКПП.

Основными составляющими устройства АКПП являются: гидротрансформатор, пла­не­тар­ный ряд, фрикцион, управляющее устройство и тормозная лента. Каждую из них рассмотрим отдельно.

 

Гидротрансформатор

Гидротрансформатор, который выполняет функции сцепления автомобиля (как на МКПП), однако, не требует вмешательства со стороны водителя. Осуществляет передачу крутящего момента от ДВС. Устанавливают его в кожух (между ДВС и КПП). Помимо передачи момента, «занимается» поглощением вибраций ДВС, запуском маслонасоса, который закачивает в гидротрансформатор трансмиссионное масло и нагнетает давление необходимое для корректной работы систем управления и контроля.

Насосное колесо имеет соединение с коленчатым валом силового агрегата. Тур­бин­ное колесо связано с механической КПП. Между турбинным и насосным колесами находится неподвижное реакторное колесо. Каждое колесо гидротрансформатора оборудовано лопастями особой формы, между которыми находятся каналы для протекания рабочей жидкости.

Муфта (блокировочная) выполняет блокировку гидротрансформатора в оп­ре­де­лен­ных режимах рабочего процесса авто. Обгонная муфта (муфта свободного хода) обеспечивает вращение закрепленного реакторного колеса в обратную сторону. Все конструктивные составляющие гидротрансформатора находятся в корпусе, который заполнен рабочей жидкостью ATF.

Гидротрансформатор работает по замкнутому циклу. Поток жидкости от насосного колеса направляется к турбинному колесу, после этого на реакторное колесо. Благодаря специальной конструкции лопастей реактора скорость потока увеличивается. Поток передается на насосное колесо и усиливает его вращение, тем самым возрастает крутящий момент. Пик крутящего момента гидротрансформатор получает на минимальной скорости.

С возрастанием частоты вращения коленвала силового агрегата угловые скорости турбинного и насосного колес выравниваются, а поток жидкости изменяет свое направление. Также здесь срабатывает муфта свободного хода, и реакторное колесо приступает к своему вращению. Гидротрансформатор передает только крутящий момент (работает в режиме гидромуфты). С последующим увеличением скорости выполняется блокировка гид­ро­транс­фор­ма­то­ра, при которой происходит замыкание блокирующей муфты, и передача кру­тя­ще­го момента от силового агрегата к МКПП выполняется напрямую. Блокировка гид­ро­транс­фор­ма­то­ра происходит почти на всех передачах.

Сегодняшние автоматические коробки передач автомобиля оснащены режимом с проскальзывающей муфтой блокировки гидротрансформатора, предшествующей полной блокировке. Данный режим активируется при определенных условиях в процессе разгона автомобиля и способствует снижению топливного расхода, а также способствует более комфортному переключению передач.

Механическая КПП в составе автоматической коробки передач автомобиля предназначена для ступенчатой смены крутящего момента, а также для обеспечения передвижения автомобиля задним ходом. На АКПП, как правило, используются планетарные редукторы, которые отличаются возможностью соосной работы и своей компактностью. МКПП состоит из двух планетарных редукторов, которые имеют последовательное соединение для совместной работы. Соединение планетарных редукторов предоставляет необходимое количество ступеней работы. Современные автоматические коробки передач автомобиля выполняются 6-ступенчатыми, 7-ступенчатыми, 8-ступенчатыми и даже 9-ступенчатыми.

 

Планетарный ряд

Планетарный ряд – аналог валов в МКПП, состоит из системы шестерен. Будучи связанными механически между собой, они передают вращения входного вала на колеса автомобиля. Планетарный ряд участвует в увеличении крутящего момента, а также необходим для движения задним ходом. Используя только один вал, он остается очень компактным и осуществляет переключение элементов ряда. Управляющий механизм позволяет добиться в этом процессе высокой плавности без потерь мощности.

В коробке передач планетарный редуктор включает в себя несколько пос­ле­до­ва­тель­ных планетарных передач, которые формируют планетарный ряд. Каждая передача активирует солнечную шестерню, коронную шестерню, сателлиты и водило.

Передача, вращение и изменение крутящего момента выполняется при условии блокировки одного или нескольких составляющих планетарного ряда. Блокировка коронной шестерни, входящая в состав планетарного ряда, способствует увеличению передаточного отношения. Солнечная шестерня (неподвижная), наоборот, способствует уменьшению передаточного отношения. Блокировка водила способствует смене нап­рав­ле­ния вращения.

Блокировку выполняют тормоза и фрикционные муфты. Муфта осуществляет блокировку составляющих планетарного ряда между собой. Тормоз удерживает определенные механизмы редуктора благодаря соединению с корпусом коробки. В разных конструкциях автоматической коробки передач автомобиля применяются ленточные или многодисковые тормоза.

Тормоза и муфты замыкаются за счет гидроцилиндров, которые управляются из распределительного модуля. В составе коробки может использоваться обгонная муфта, удерживающая водило от вращения в обратную сторону.

Исходя из этого можно сказать, что механизмами смены передач в автоматической коробке передач автомобиля являются тормоза и фрикционные муфты. Работа автоматической коробки передач автомобиля – это выполнение определенного алгоритма выключения и включения тормозов и муфт.

На современных автоматических коробках передач автомобиля используется электронная система управления, которая активирует входные датчики, распределительный модуль, электронный блок управления и рычаг селектора. В системе применяются следующие датчики: частоты вращения на выходе КПП, частоты вращения на входе КПП, положения педали акселератора, положения рычага селектора, температуры рабочей жидкости.

Электронный блок управления КПП обрабатывает все сигналы датчиков, после этого формирует управляющие сигналы на исполнительные устройства распределительного модуля. Электронный блок во время своей работы реализует т.н. программу «нечетной логики», которая предусматривает гибкий алгоритм распознавания точек перехода на низшую или высшую передачу. Блок управления КПП взаимодействует с системой управления силовым агрегатом. Гидравлический блок (по-другому – распределительный модуль) управляет потоками жидкости и отвечает за срабатывание тормозов и муфт. Его конструкция включает в себя золотники-распределители, оснащенные механическим приводом, которые соединены каналами и расположены в алюминиевом корпусе, а также электромагнитные клапаны.

Соленоиды (другое название – электромагнитные клапаны) применяются для управления переключением скоростей, а также для регулирования давления жидкости. За работу электромагнитных клапанов отвечает электронный блок управления КПП. Золотники-распределители предоставляют выбор рабочих режимов и активируются с помощью рычага селектора.

В автоматической коробке передач автомобиля циркуляцию рабочей жидкости выполняет шестеренный насос или лопастной насос. Насос включается в рабочий процесс от ступицы гидротрансформатора. Насос – это основа гидравлической системы КПП, в которую также включается гидравлический блок, трубопроводы, гидроцилиндры привода тормозов и муфт.

В АКПП охлаждение рабочей жидкости выполняет соответствующая система. Жидкость может быть охлаждена в теплообменнике (охладителе), который входит в состав системы охлаждения силового агрегата. Ряд конструкций КПП оснащен отдельным радиатором рабочей жидкости. Управление автоматической коробкой передач автомобиля выполняется рычагом селектора. Современные автоматические коробки передач автомобиля имеют следующие режимы:

  • S – спортивный режим;

  • D – стандартное движение, автоматическая смена передач;

  • N – нейтральный режим;

  • R – движение задним ходом;

  • P – парковка.

Некоторые коробки оснащены режимом «kick-down», который предполагает моментальное ускорение авто за счет понижения передачи. Необходимость ускорения распознается благодаря датчику положения педали газа.

Также существуют коробки передач автоматического типа, оборудованные системой ручной смены передач – Tiptronic.

 

Фрикцион

Фрикцион – благодаря его компонентам и осуществляется переключение передачи. Давлением масла поршень приводится в действие. Он давит на диск, который, плотно прилегая к ведомым, заставляет их вращаться, передавая крутящий момент от барана к втулке. Фрикционные диски являются «посредником» между планетарными рядами и колесами.

 

Управляющее устройство

Управляющее устройство – в его состав входят маслосборник, насос (шестеренчатый), клапанная коробка. Клапанная коробка и осуществляет функцию управления (при помощи плунжеров и клапанов). Управляющее устройство преобразует нажатие на акселерометр, нагрузку на ДВС в гидравлические сигналы. Благодаря этим сигналам (включаясь/отключаясь) фрикционные блоки изменяют передаточные числа.

 

Тормозная лента

Тормозная лента – блокирует элементы планетарного ряда.

​

​

bottom of page