Коробка передач АКПП
Автоматическая коробка переключения передач (АКПП) – узел трансмиссии автомобиля, который обеспечивает оптимальный режим работы передаточного крутящего момента двигателя на колёса в зависимости от дорожных условий без механического привода сцепления. Включение необходимой передачи регулируется автоматически с помощью гидротрансформатора, где происходит преобразование скорости вращения в заданных величинах. Вместо механических барабанов с участием водителя сцепление АКПП работает под воздействием давления масла в гидросистеме с планетарным типом шестерёнок и электронным управлением.
Схема и основные узлы автоматической трансмиссии
Содержание
Классическая коробка-автомат в своей конструкции всегда имеет гидротрансформатор, планетарный редуктор с шестернями-сателлитами, блок гидравлических клапанов и электронный блок управления с различными датчиками.
Рабочие механизмы АКПП:
- Гидротрансформатор
- Планетарный редуктор
- Электронный блок-контроллер
- Муфты: фрикционов и обгонная (свободного хода)
- Блок распределительных клапанов гидравлики
- Масляной насос
Принцип работы гидротрансформатора заключается в плавной передаче крутящего момента от коленчатого вала двигателя на редуктор с планетарным механизмом. По сути он является демпфером резких перепадов вращения, которое регулируется давлением масла.
Два лопастных элемента гидротрансформатора работают синхронно: центробежный насос и центральная турбина. Между ними находится реактор с масляными магистралями. Муфта насоса зафиксирована на коленчатом валу двигателя, а центральная турбина – с осью планетарных шестерней и сателлитов. В зависимости от нагрузки реактор может быть остановлен посредством второй обгонной муфты или оставаться в свободном вращении. Циркуляция масла в системе происходит под давлением, вращая лопасти на турбине от лопастей центробежного насоса.
Таким образом, жёсткая связь между передаточными узлами отсутствует, это позволяет менять число передаточных звеньев без рывков и толчков. Этот же принцип обеспечивает работу двигателя с включённой передачей и плавный ход оси самой коробки. Главный минус здесь будет в невозможности завести двигатель «с толкача» при необходимости (например, когда села аккумуляторная батарея).
Схема работы гидротрансформатора
Гидромуфта служит только для передачи крутящего момента, величина которого трансформируется в реакторе.
При увеличении скорости вращения лопаток турбины, когда двигатель набирает обороты, давление масла с помощью насоса компенсирует разницу нагрузок до тех пор, пока не сравняется с величиной крутящего момента коленвала. Во время набранного необходимого разгона срабатывает фрикцион, и вращение прекращается, зафиксировав с помощью электронного блока число передачи.
Схема работы реактора
Также происходит блокировка вращения, когда автомобиль стоит на месте или притормаживает, снижая обороты силового агрегата.
Число передачи – это соотношении работающих звеньев шестерён и сателлитов планетарного механизма. Включение необходимого числа происходит фрикционом, который передаёт усилие гидравлическому толкателю. Вся операция контролируется в цифровом режиме под управлением блока-контроллера.
Различные датчики дают информацию в ЭСУ, клапаны гидравлики срабатывают на открытие/закрытие, давление масла от насоса в магистралях становиться импульсным, приводя в работу толкатель. Вся система работает по заданному алгоритму программного обеспечения ЭСУ.
Основное отличие автоматической коробки от механической состоит в том, что число передачи меняется на автомате без потери мощности. Время срабатывания – практически кратно меньше секунды, поэтому переключение происходит без рывков (перепады нагрузок гасятся гидротрансформатором). Современные спортивные автомобили и внедорожники, оснащённые мощными агрегатами, комплектуются разными типами коробок-автоматов. Эксплуатационные характеристики вариантов автоматической трансмиссии зависят от их конструктивных особенностей.
Различные типы АКПП
В зависимости от конструкции и функциональных особенностей выделяют четыре типа автоматической трансмиссии, каждая из которых имеет свои преимущества и недостатки.
- АТ — традиционная коробка-автомат с гидромеханическим переключением передач и планетарным узлом редуктора (полный цикл её принципов работы описан выше). Современные модернизации классического типа АТ могут сочетать несколько режимов работы с возможностью отключения автоматики на высоких оборотах «Tiptronic». Число передач обычно у «классики» шесть. На внедорожниках с автоматом предусмотрена понижающая передача с ручным режимом управления, а спортивные варианты автомобилей имеют в запасе экономичный «ECO» или форсированный «Sport/Power», либо зимний «Snow/Winter».
- CVT – вариаторная коробка с конструкцией редуктора, где вместо планетарного механизма, установлены шкивы приводов шестерён переключения передач. Шестерни выполнены в виде конусов, которые меняют диаметр в зависимости от заданной нагрузки и приводятся в действие ременным или цепным узлом. Такая конструкция позволяет большее количество передаточного числа (на спорт-карах может доходить до 12) и широкий диапазон вариантов режимов работы. То есть любое передаточное число независимо от мощности оборотов двигателя будет меняться также плавно, как и на типронике. Преимущества такой бесступенчатой конструкции – возможность резкого ускорения при экономичном расходе топлива.
- AMT – роботизированный вариант АКПП, который совмещает в своей конструкции элементы механики и автомата. Функции сцепления в АМТ выполняют дисковые звенья, которые полностью контролируются электронной системой автоматики. В ней также реализована возможность ручного режима, но в отличии от классической АТ, время переключения значительно больше (до 2 секунд). Единственный плюс перед остальными типами – экономия топлива на всём протяжении эксплуатации.
- DSG – модернизированная версия робота с двумя механизмами сцепления. Сконструирован таким образом, что за переключения чётных чисел передач отвечает один узел сцепления, за нечётные – другой. Оба дисковых механизма работают синхронно под управлением ЭСУ, что сокращает задержку по времени и позволяет избежать рывков. Характеристики роботизированных коробок максимально приближены к механике, отличие будет только в автоматическом управлении всех режимов.
Выбор типа коробки передач зависит от предпочтений водителя, условий эксплуатации и стиля езды. Каждый тип автомата имеет свои особенности в управлении, которые разрабатывались под определённые классы автомобилей.
Как правильно ездить на АКПП
Управление автомобилем с коробкой-автоматом начинается с ознакомления режимов работы трансмиссии. Селектор АКПП имеет следующие функции:
- Р (Parking) – блокировка выходного вала и приводов колёс. Используется при длительной стоянке на ровных участках, когда можно не применять ручной тормоз. Если автомобиль поставлен на ручник, то активация режима происходит в следующей последовательности: нажать педаль тормоза, одновременно отпустив ручник, и перевести селектор в положение «Р».
- N (Neutral) – позволяет движение автомобиля на короткое расстояние (например, в автосервисе, на парковке). В отличие от механики активация нейтральной передачи не требуется на светофоре при кратковременной остановке и не экономит топливо во время спуска с уклона.
- R (Reverse) – движение задним ходом. Активация этого режима допустима только после полной остановки автомобиля и нажатия педали тормоза.
- D (Drive) – основной режим движения. Используется во время езды на любых скоростях вплоть до максимальной.
- М (Manual) – переключение передач в ручном режиме (в зависимости от типа АКПП конкретного автомобиля).
- L (Low или цифра 1) – соответствует пониженной передачи на механике. Применяется на внедорожниках или кроссоверах с аналогичными характеристиками силового агрегата. Активируется на труднопроходимых участках дороги со скоростью движения не более 15-20 км/ч.
- S (или цифра 2) – вторая пониженная передача. Используется при буксировке прицепа, либо аварийного автомобиля, во время зимней езды по опасным участкам, на горных спусках и извилистых дорогах со скоростным режимом не более 80 км/ч (может быть ниже в соответствии с рекомендациями производителя автомобиля).
Дополнительные режимы на коробках-автомат:
- «Shift Lock» – разблокировка управлением АКПП при выключенном двигателе
- «O/D» или «ECO» – экономичный режим работы, который не позволяет подключать четвёртую передачу (при её наличии).
- «O/D OFF» или «Sport/Power» – спортивный режим, отключение экономичного. Обеспечивает быстрый разгон на повышенных оборотах двигателя.
- «Kick-down» – переключение на пониженную передачу во время движения, когда требуется резкое ускорение (при обгоне, уходе от препятствия).
- Символы «+» и «-» означают возможность ручного режима работы. На различных автомобилях эти кнопки могут располагаться на руле, селекторе, в подрулевом пространстве.
- «Snow/Winter» – блокировка первой передачи, плавный старт.
Главное, что необходимо помнить водителю, пересевшему с механики на автомат – обе педали управляются только одной ногой (для второй ноги есть специальная подставка). Это связано с тем, что при экстренном торможении и управлении педалями обеими ногами, инерция будет настолько сильной, что педаль газа сработает в пол.
Частые ошибки эксплуатации АКПП:
- Резкий старт с места и ускорение при холодном пуске и непрогретой коробке передач. Если АКПП не прогрета, то трогаться нужно плавно, двигаясь на малой скорости 5-10 минут.
- Буксировка прицепов или транспортных средств большей массы, чем рекомендовано производителем. Такая транспортировка допустима только на второй понижающей передаче.
- Попытки завести двигатель «с толкача» или на буксире, когда отказал стартер, либо села аккумуляторная батарея. Коробка-автомат с гидротрансформатором не передаёт прямого крутящего момента с колёс на силовой агрегат, поэтому такой способ запустить двигатель приводит к серьёзным поломкам ГРМ.
- Переключение передач в режимы «R» и «P» во время движения. Эти режимы должны включаться только после нажатия на педаль тормоза до полной остановки.
- Движение на буксире или спуск с уклона в режиме N (Neutral). Так как прямого механического сцепления колёсной базы с двигателем на коробке-автомат нет, то экономии топлива при движении «накатом» не происходит. По этой же причине невозможно тормозить двигателем, включая пониженную передачу.
- Глушение двигателя и выключение зажигания должно происходить только в режиме «Р».
Многие ошибки во время эксплуатации современных автомобилей на коробке-автомат предупреждает электроника, для безопасной езды важно помнить основные. Ресурс пробега автоматической трансмиссии по статистике больше, чем у механики при соблюдении регламентного ТО, однако диагностика и ремонт обойдётся дороже.
Типичные неисправности АКПП
Запас прочности у автоматики достаточно большой – без капитального ремонта при грамотной эксплуатации и техническом обслуживании коробка может служить 150 тысяч км пробега. Все нарушения в работе условно делятся на два вида: сбои в электронике и поломки механических узлов.
Для выявления причины сбоев проводят компьютерную диагностику, сняв информацию ЭСУ через разъём ОDB2. Каждое нарушение имеет свой код, расшифровка которого помогает установить неисправность определённого элемента в системе. В некоторых случаях поломку можно устранить без демонтажа коробки, при механических износах узлов проводят полную разборку и замену вышедших из строя элементов.
Таблица признаков неисправностей АКПП
Признак неисправности | Причина сбоя | Способ устранения |
---|---|---|
Автомобиль не трогается с места, наблюдается пробуксовка. Задняя передача работает в нормальном режиме. | Износ фрикционной или обгонной муфты (поломка манжетов, колец, зубьев). Некорректная работа клапанов гидроблока, либо их выход из строя. | Замена изношенных элементов, диагностика работы датчиков и ЭСУ блока-контроллера клапанов. |
Не включается задняя, 3 и 4 передачи при работающих 1 и 2-й. | Нарушение в работе фрикционов, износ муфты или её элементов, износ масляных уплотнительных колец. | Замена изношенных элементов. |
Автомобиль без движения с включёнными передачами, при переходе в режимы «Р» и «N» происходит сильный толчок. | Сбой в работе гидротрансформатора. Недостаточный уровень масла. Износ масляного фильтра. | Диагностика работы гидротрансформатора, замена изношенных узлов, долив масла в систему, замена масляного фильтра. |
Не происходит переключение режимов, автомобиль движется только на третьей передаче | Износ фрикционов, муфты, либо заклинило один из клапанов гидроблока. | Диагностика работы гидроблока, замена изношенных дисков фрикционов, элементов муфты |
Отказ работы, АКПП заблокирована и переведена электроникой в «аварийный режим» | Износ тормозной ленты, обрыв приводов, либо штока тормозной ленты, сбои в системе торможения. Нарушение работы гидроблока. | Замена тормозной ленты, либо её элементов. Диагностика тормозной системы и гидроблока. Чистка соленоидов, гидроплиты, либо их замена. |
Автомобиль остаётся без движения с включенными передачами, режимы «Р» и «N» не работают. | Неисправности гидротрансформатора. Сбой масляного насоса или его шестерни привода. Износ фрикционов. Некорректная работа клапанов гидроблока. Недостаточный уровень трансмиссионного масла в системе. Изношен масляной фильтр. | Полная диагностика работы гидротрансформатора и гидроблока. Замена вышедших из строя элементов. Долив масла в систему. Замена масляного фильтра или шестерни его привода. Регулировка клапанов гидроблока. |
При движении автомобиля слышен постоянный гул, посторонние шумы в коробке, с увеличением оборотов гул нарастает, ощущается вибрация. | Износ подшипника в редукторе. | Замена изношенного элемента. |
Работает только 1, 2 и задняя передачи. Не срабатывает положение «N» (автомобиль движется) | Нарушение регулировки привода троса селектора. Износ фрикционных дисков. Заедание одной из муфт. | Регулировка троса привода управления АКПП. Осмотр и замена изношенных фрикционов или элементов муфты. |
Произвольное переключение передач на повышенных оборотах при движении на скорости. | Нарушение работы дроссельной заслонки, клапана или засорение фильтра. | Диагностика и регулировка топливной системы. Замена топливного фильтра. |
Переключение на пониженную и сброс оборотов при движении на подъём. | Недостаточный уровень масла. Износ фрикционов. Выход из строя масляного насоса. Засорение магистралей гидроблока или соленоидов. | Долив масла. Замена фрикционных дисков или масляного насоса. Диагностика работы гидроблока. |
При резком увеличении оборотов двигателя не включается режим «Kick-down», переключения на пониженную передачу не происходит. | Выход из строя датчика или обрыв цепи ЭСУ. Сбой в работе клапана гидроблока. | Диагностика ЭСУ и гидроблока. Регулировка или замена элементов клапанов. |
Задержка при переключении передач, пробуксовка. | Выход из строя масляного насоса, недостаточный уровень масла. | Долив масла в систему, замена масляного насоса. |
Металлический шум на холостых оборотах. | Износ фрикционных дисков. | Замена фрикционов. |
Отзывы
Владимир, 47 лет, г. Москва: Брал Форд 3 на АКПП с пробегом около 40 тысяч км. С коробкой проблем не было ещё столько же. Стоял на сервисном обслуживание до конца гарантии. Где-то около 85 тысяч пробега начался лязг в коробке на скорости. Передачи включались с сильной задержкой. Итог: в сервисе рекомендовали заменить коробку полностью, что я и сделал. В общем пробега хватило на 85 тысяч км, при этом старую коробку продал гаражникам на запчасти.
Олег, стаж вождения 20 лет, г. Томск: Езжу на Мазде СХ5 больше трёх лет. Брал не новую, но делал полную диагностику. Пробег был реальный около 60 тысяч. По коробке-автомату скажу так: расходники дорогие, ремонт и диагностика влетит в копеечку. Менял полностью гидроблок, отдал почти 30 тысяч рублей за всё. Но работает всё отлично.
Дима, Шевроле Круз, 25 лет, г. Томск: 1.6, АКПП. По автоматике на Крузе нареканий не было первый год. Проехал всего 9 000 за год, начались проблемы: 2 и 3 передачи отказывались включатся на трассе. Думал проблемы с маслом, засорение или насос устал. Через неделю полностью выбило сателлиты и фрикционы. Пришлось всё менять. Раньше ездил на механике и проблем было меньше, а ремонт проще.