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

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

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.