Как работает коробка-автомат: устройство АКПП

АКПП — что это такое

Классическая автоматическая передача представляет собой довольно сложный комплекс из двух устройств. Ответить на вопрос:  «Что это такое АКПП?» возможно только разобравшись в ее конструкции.

Автоматическая передача состоит из трех основных частей:

• Гидротрансформатора, который принимает крутящий момент от силового агрегата и передает его на следующий непосредственно за ним механизм.
• Собственно коробки перемены передач планетарного типа — данное устройство преобразует усилие и осуществляет привод колес через главный редуктор.
• Устройства управления, состоящего из некоторого количества золотников, регулирующего потоки масла к исполнительным механизмам.

По аналогии с механической трансмиссией гидротрансформатор АКПП играет роль сцепления — он установлен между двигателем и планетарным механизмом. Его устройство значительно более сложное и допускает проскальзывание передачи во время начала движения и торможения. На большинстве современных АКПП гидротрансформатор блокируется при высоких оборотах двигателя.

Видео компании Тойота поясняет принцип работы гидротрансформатора и других элементов АКПП:

Планетарная коробка соответствует по назначению своему механическому аналогу. Разница состоит в том, что в автомате переключения производятся сервоприводами, а на механике – вручную.

Фактически управление работой АКПП осуществляется при помощи двух педалей: акселератора и тормоза. При этом нажатие на «газ» не приводит к увеличению частоты оборотов двигателя, а влияет непосредственно на скорость движения.

Устройство узлов и механизмов

Конструкции отдельных элементов могут различаться. Рассмотрим только один из наиболее часто встречающихся вариантов — гидротрансформатор. Он имеет в своем составе:

• турбонасос;
• турбину;
• статор.

Корпус данного устройства жестко устанавливается на маховике, чем по аналогии оно сходно с корзиной механического сцепления.

Статоры бывают двух видов: неподвижные по отношению к блоку двигателя или стопорящиеся при помощи ленточного тормоза. Такая конструкция позволяет обеспечивать оптимальное использование крутящего момента, особенно на малых оборотах. Корпус гидротрансформатора заполнен вязким маслом.

Планетарная коробка или редуктор представляет собой целый набор механизмов в ее состав входят:

• эпицикл — большая шестерня с обращенными внутрь зубьями;
• малая солнечная шестерня;
• водило с шестернями сателлитами.

Видео — принцип работы планетарного ряда автоматической коробки передач:

Один из вышеперечисленных узлов зафиксирован неподвижно по отношению к картеру коробки. Сателлиты находятся одновременно в зацеплении, как эпицикла, так и малой солнечной шестерни. Помимо названных узлов в состав коробки входят фрикционные муфты, которые, в свою очередь, состоят из двух элементов: хаба – ступицы и барабана.

Между ними находится комплект из чередующихся стальных и пластиковых фрикционных дисков и кольцеобразного поршня, управляющего их работой. В планетарной КП имеется также обгонная муфта, ее конструкция может быть разной. Она устроена таким образом, что способна вращаться достаточно свободно в одну сторону и заклинивает при изменении направления.

Устройство АКПП, помимо названных выше узлов, имеет еще и механизм управления, принцип работы которого зависит от типа исполнительных механизмов.

В современных АКП золотники гидроприводов перемещаются под воздействием соленоидов, напряжение на которые поддается от электронного блока управления. В классическом варианте управление осуществляется с учетом положения педали акселератора и регулятора давления масла центробежного типа установленного на выходном валу коробки.

Водитель выбирает режим работы АКП при помощи селектора, в большинстве современных автомобилей он устанавливается на центральной консоли. Управление может быть продублировано кнопками на рулевом колесе.

Как правильно пользоваться автоматической коробкой передач + Видео

Без сомнения, автоматическая коробка передач обеспечивает удобство вождения, хотя многие водители по-прежнему отдают предпочтение механической коробке, чувствуя автомобиль и полностью контролируя трансмиссию. Несмотря на это, все же имеется большой процент тех, кто действительно полюбил АКПП.

Если вы только-только планируете освоить новый вид трансмиссии, то необходимо учесть несколько нюансов, которые уберегут вас от преждевременной поломки узла, ведь планетарные передачи очень чувствительны к механическим перегрузкам.

Всего существует несколько положений селектора:

• «N» – нейтральная передача. Не нуждается в комментировании, это то же самое, что и в обычной механической коробке.
• «P» – «паркинг». Данное положение позволяет заблокировать ведущие колеса и исключить возможность ската автомобиля при стоянке.
• «D» – используется для движения автомобиля вперед. По сути, является главным положением селектора, который и отвечает за все автоматические переключения.
• «L» – понижающая передача. Является аналогом первой передачи механической КПП. Предназначена для преодоления участков дороги, где движение на большой скорости недопустимо.
• «R» – задняя передача. Используется для движения автомобиля назад.

Разобравшись с положениями селектора, самое время узнать, как им правильно пользоваться. Прежде всего, запуск мотора допустим при положениях «P» или «N» и с полностью выжатой педалью тормоза. Чтобы переключиться в положение «D» необходимо, не отпуская тормоза, убрать ногу с газа и нажать на кнопку блокировки селектора, перевести его и начать движение.

Несколько важных моментов:

Для автоматической трансмиссии недопустим метод «раскачки» при преодолении снежной преграды. Это связано с тем, что переводить селектор из положения «D» в «R» необходимо полностью остановить автомобиль. Иначе, можно просто привести в негодность весь механизм трансмиссии.

1. Двигаться зимой можно только на хорошей зимней резине с достаточно большим рисунком протектора. При этом, нужно установить селектор в положение «W» или «1», «2», «3». Это связано с тем, что при попадании колес на лед, автоматика «думает», что автомобиль не нагружен и разгоняется, что естественно приводит к переключению передачи. Таким образом, получается резкий занос автомобиля.
2. Буксировка автомобилей с АКПП крайне не желательна и рекомендуется только на эвакуаторе или методом частичной погрузки ведущих колес. Дело в том, что масляный насос коробки приводится в движение при помощи ДВС, а когда он отключен, подача масла отключается, что соответственно приводит к износу механизмов коробки. Тем не менее, разработчик учел и этот фактор, оставив несколько правил буксировки. К примеру, то, что скорость не должна превышать 40 км/ч ( хотя возможны и исключения), коробка должна быть заполнена маслом не как обычно, а до самой горловины и максимальное расстояние буксировки не должно превышать 30 км. При этом, необходимо останавливаться и давать время механизму для остывания, так как она в эти моменты очень сильно перегревается. Многие модели с АКПП и вовсе нельзя буксировать, например, полноприводные. Хотя можно отсоединить кардан и погрузить передние колеса.
3. АКПП не для экстремального вождения и ни в коем случае не потерпит выполнения таких трюков, как нажатие на педали газа и тормоза одновременно. Все это приведет к перегреву и последующей поломке узла.

Вот и все, что нужно знать об автоматической коробке передач. 

В чем их отличие друг от друга

Автоматические коробки различаются:

• способом преобразования крутящего момента – при помощи планетарных рядов, зубчатых пар или ремня между шкивами переменного размера;
• методом связи с коленчатым валом двигателя (при помощи сцеплений или гидротрансформатора);
• диапазоном передаточных чисел и количеством передач.

Преимущества

Основные преимущества автоматических трансмиссий:

• простота управления, водителю не требуется работать с педалью сцепления;
• плавные переключения (удары при переходе на другую ступень указывают на неисправность коробки, но в спортивном режиме агрегат работает жестче);
• отсутствие разрыва потока мощности при переходе на другую ступень.

Роботизированная преселективная коробка быстрее переключает скорости, но не рассчитана на высокий крутящий момент. Вариаторы используются с двигателями объемом не более 3,5 л (чаще работают с моторами объемом до 2 л), не любят резких изменений скорости и движения по грязи или рыхлому снегу с пробуксовкой колес. Взамен вариатор обеспечивает плавный разгон без толчков, поскольку переключение ступеней не предусмотрено конструкцией.

Недостатки

Основные недостатки:

• увеличение стоимости машины;
• повышение расхода топлива (недостаток характерен для коробок старого образца с 3 или 4 передачами);
• ограничение по дистанции и скорости передвижения автомобиля с АКПП на буксире.

Вариаторы наиболее чувствительны к перегрузкам, машины с такой коробкой не рассчитаны на эксплуатацию с прицепом. Автоматические трансмиссии нуждаются в регулярной замене жидкости и фильтра (интервал обслуживания – от 30 до 60 тыс. км в зависимости от особенностей конструкции). Ремонт автомата всегда обходится дороже механики, для разборки и сборки может потребоваться специальный инструмент.

АКПП намного проще в использовании по сравнению с ручным управлением.

Сравнение механической и автоматической КП

Если будущий водитель не знает, машину с какой коробкой передач купить, ему нужно изучить принцип работы автоматической коробки и механической. Помимо этого, стоит определиться, для каких целей покупается авто, и есть ли у человека вообще опыт вождения.

Автомобили с АКПП стоят как минимум на 50 000 рублей дороже «механики». Это обуславливается тем, что за комфорт всегда нужно платить. Каждая коробка требует обслуживания и замены масла. Для «автомата» потребуется 6-10 литров жидкости, в то время как для механики всего 3 литра. Соответственно, обслуживание АКПП выйдет дороже.

Что касается разгона и КПД, то у механики эти параметры выше. С помощью ручного управления можно разогнаться до упора почти сразу, чего не скажешь об автомате. Если брать в расчет параметр надежности, то сравнить обе коробки становится сложно. Конструкция механики выглядит более надежной, так как в ней отсутствует электроника. Но автомат, в свою очередь, контролирует полностью работу системы, исключая «человеческий фактор».

Эксплуатация авто в зимний период станет комфортнее с механикой. Дело в том, что машина готова ехать почти сразу после запуска. Также механика не боится льда и проскальзывания. Большой объем жидкости не дает автомату прогреться быстрее, чем МКПП. При буксировке на льду двигатель начнет перегружаться, усиливая износ деталей.

По комфорту вождения АКПП одерживает победу. Новичок сможет спокойно тронуться с места, въехать на гору и не заглохнуть на дороге. Езда на механике требует внимательности и контроля.

Автомат и механика по-разному взаимодействуют с двигателем. МКПП способна раскручивать мотор до предела, при этом снижая срок его службы. Автомат не позволяет делать этого, поскольку контролирует обороты двигателя.

Что такое автоматическая коробка передач

Коробка-автомат — это один из видов трансмиссии, при которой происходит автоматический выбор необходимого передаточного числа без участия водителя с учетом характера движения, скорости и других параметров.

В автомобиле с АКПП отсутствует педаль сцепления в связи с тем, что сцепление заменено гидротрансформатором, который и передает крутящий момент на колеса.

Запуск автомобиля с АКПП

Для обеспечения сохранности АКПП в автомобиле предусмотрены несколько видов защит.

Для запуска двигателя автомобиля рычаг селектора должен располагаться в положении Parking (P) или Neutral (N). При нахождении селектора в других режимах пуск мотора будет невозможен, так как или не провернется ключ или вообще ничего не произойдет.

В связи с тем, что режим «N» задуман производителем в основном для буксировки машины, то для запуска двигателя предпочтительнее использовать режим «Р», при котором ведущие колеса заблокированы, что защищает от незапланированного движения автомобиля по наклонной поверхности.

Еще одной немаловажной защитой от неправильного запуска автомобиля является необходимость выжима тормозной педали, что очень полезно при пуске машины в положении селектора на «N», так как нажатая педаль тормоза не даст покатиться автомобилю при нахождении на наклонной поверхности. В современных машинах существуют дополнительные виды защит с целью противодействия угону. Если при соблюдении всех этапов для правильного запуска мотора ключ в замке зажигания не получается повернуть и рулевое колесо также не реагирует на попытки повернуть — включилась защита от угона

Если при соблюдении всех этапов для правильного запуска мотора ключ в замке зажигания не получается повернуть и рулевое колесо также не реагирует на попытки повернуть — включилась защита от угона

В современных машинах существуют дополнительные виды защит с целью противодействия угону. Если при соблюдении всех этапов для правильного запуска мотора ключ в замке зажигания не получается повернуть и рулевое колесо также не реагирует на попытки повернуть — включилась защита от угона.

Для ее снятия необходимо аккуратно поворачивать ключ при одновременном повороте рулевого колеса в любом направлении. При согласованных действиях защита от угона выключится и будет возможен запуск автомобиля.

Как трогаться на автомате

После запуска двигателя машину необходимо снять с ручного тормоза.

Для начала движения при выжатой педали тормоза необходимо перевести селектор на одно из положений, нажав кнопку на нем:

• «D» — движение вперед в обычных условиях;
• «R» — движение задним ходом при необходимости маневра;
• «L» или «D2» — для движения по бездорожью, при нахождении автомобиля на значительном уклоне в момент начала движения, максимально разрешенная скорость для таких режимов менее 40 км/ч;
• «D3» — при необходимости тронуться с небольшой горки;
• «S», «W», «*», «Hold», «Winter» — зимний режим, для старта и движения по снегу со сниженной вероятностью пробуксовки ведущих колес.

После отпускания педали тормоза автомобиль начнет движение даже без нажимания на педаль акселератора (газа).

При сильных морозах до начала движения после длительной стоянки в холодном месте необходимо дать прогреться двигателю и трансмиссии в течение 6-10 минут.

Как тормозить двигателем на автомате

На автоматических КПП можно тормозить двигателем, только этот процесс отличается от МКПП.

Для подтормаживания двигателем в зависимости от условий необходимо выбрать следующие положения селектора:

• при наличии кнопки «O/D» на скорости ниже 110 км/ч ее можно нажать для плавного притормаживания двигателем и ограничения скорости передвижения до 80 км/ч;
• «L», «D1» или «D2» при движении по бездорожью со спусками и подъемами под большим углом, такие режимы позволяют использовать максимум мощности и ограничивают скорость до 20-50 км/ч (L, D1), 40-80 км/ч (D2);
• «D3» — движение до 3-й передачи при скорости до 100-110 км/ч;

Как пользоваться ручником

Производитель указывает, что использовать стояночный тормоз необходимо даже в положении селектора «Р»

Основными моментами для использования ручного тормоза являются:

• необходимость дополнительной фиксации машины при стоянке с работающим мотором, особенно при покидании транспорта;
• необходимость надежной фиксации машины в случае установки запаски и другого мелкого ремонта;
• при остановке на поверхности с большим углом наклона для избегания выбивания селектора с положения «Р» из-за большой нагрузки на ведущие колеса.

Перед началом движения необходимо проверять стояночный тормоз для избегания попытки начать движение при затянутом стояночном тормозе.

Пробуксовка при переключении передач АКПП: почему буксует коробка автомат

Начнем с того, что АКПП состоит из трех основных частей, каждая из которых выполняет определенные функции.

• Гидротрансформатор. Крутящий момент, создаваемый двигателем, увеличивается гидротрансформатором и затем передается на планетарный редуктор с помощью масляных потоков и давления.
• Планетарный редуктор изменяет величину полученного от гидротрансформатора крутящего момента и выходное число коробки передач в соответствии с режимами движения. Происходит это за счет блокировки одних шестерней и разблокировки других. Набор фрикционов и тормозных механизмов, ответственных за переключения между шестернями, блокируют и останавливают элементы планетарной передачи.
• Система гидравлического управления. Она предназначена для управления планетарным редуктором.

Как уже было сказано выше, часто поломки трансмиссии проявляются ощутимыми толчками при переключении передач. А также может провялятся пробуксовка автоматической коробки передач на разных ступенях. При этом сложность диагностики неисправности АКПП нередко заключается в необходимом полном демонтаже всего агрегата.

Признаки пробуксовки АКПП

Пробуксовка автоматической коробки передач проявляется легким проскальзыванием при резком нажатии педали акселератора или при переключении на повышенную передачу. При таком проскальзывании пропадает тяга, двигатель автомобиля начинает работать «в холостую».

Если продолжать эксплуатацию АКПП, не обращая внимания на эту неисправность, то в дальнейшем пробуксовка значительно усилится, коробка начнет буксовать даже при старте с места, а также при переключениях АКПП как на пониженную, так и на повышенную ступень.

Почему буксует АКПП: причины

Пробуксовка при переключении передач АКПП на повышенную передачу часто свидетельствует об использовании некачественного или потерявшего свои свойства трансмиссионного масла. Также в этом случае рекомендуется проверить уровень масла. Масло не должно быть ниже положенной отметки или выше.

Если пробуксовка проявляется исключительно при переключении АКПП «на холодную», тогда необходимо проверить фрикционы (фрикционные диски). Фрикционные диски устанавливаются на планетарный редуктор. При выключенной передаче вращение фрикционных колец относительно друг друга происходит полностью свободно.

При включении передач фрикционные кольца, прижимаясь друг к другу, позволяют крутить планетарный редуктор (солнечные шестерни в определенном порядке). При этом фрикционы недолговечны и со временем изнашиваются (при пробеге автомобиля в 200-250 тысяч километров).

Гидроблок. Засоренные каналы гидроблока не позволяют обеспечить качественную подачу ATF к подвижным элементам. Очистка каналов гидроблока выполняется по средствам очищающей химии под воздействием ультразвука.

Данная работа проводится только на снятом гидроблоке и является очень трудоемкой. Также после ремонта гидроблока рекомендуется произвести замену всех фильтров автомобиля и, соответственного, трансмиссионного масла в АКПП.

Если замена масла выполнена, но пробуксовка проявляется при переключении АКПП «на горячую», это значит, что вышел из строя блок соленоидов и/или насос. В результате использования некачественного или отработанного масла соленоиды приходят в негодность.

Для выявления этой неисправности, выполняется замер давления в системе смазки. Если давление в системе находится на низшей отметке, значит, проблема заключается в соленоидах или в насосе.

Еще одной из возможных причин пробуксовки АКПП может быть сбой в электронном блоке управления (ЭБУ АКПП). ЭБУ – сложное электронное устройство автоматической трансмиссии. Система управления состоит из памяти, в которой записаны программы управления АКПП.

Также блок взаимодействует с группами датчиков, подающих в каждый определенный момент времени информацию о состоянии контролируемого участка в процессе работы самой АКПП, исполнительных механизмов и т.д.

Для точной проверки ЭБУ АКПП и определения проблемы необходимо обратиться в сервисный центр для проведения качественной и точной диагностики. В случае выявления дефекта, проблема нередко решается только полной заменой электронного блока управления АКПП, так как устройство зачастую неремонтопригодное.

Как пользоваться автоматической коробкой передач

Слесари СТО утверждают, что чаще всего поломки АКПП появляются после небрежного использования и несвоевременной замены масла.

Режимы работы

На рычаге расположена кнопка, которую водитель должен нажать, чтобы выбрать нужный режим. На селекторе предусмотрено несколько возможных положений:

• паркинг (P) — ведущая ось блокируется вместе с валом коробки, режим принято использовать в условиях продолжительной стоянки либо прогрева;
• нейтраль (N) — вал не фиксируется, машину можно аккуратно буксировать;
• драйв (D) — движение автотранспорта, передачи подбираются автоматически;
• L (D2) — машина передвигается в сложных условиях (бездорожье, крутые спуски, подъемы), максимальная скорость 40 км/ч;
• D3 — снижение передачи при небольшом спуске или подъеме;
• реверс (R) — задний ход;
• овердрайв (O/D) — если кнопка активна, то при наборе большой скорости включается четвертая передача;
• PWR — режим «спорт», обеспечивает улучшение динамических показателей за счет повышения передач на высоких оборотах;
• normal — плавная и экономичная езда;
• manu — передачи включаются непосредственно водителем.

Переключение режимов работы АКПП.

Как заводить машину на автомате

Стабильная работа АКПП зависит от правильного запуска. Чтобы оградить коробку от неграмотного воздействия и последующего ремонта, разработано несколько степеней защиты.

При запуске двигателя рычаг селектора должен располагаться на значении «P» либо «N». Эти положения позволяют защитной системе пропустить сигнал о старте двигателя. Если рычаг будет находиться в другом положении, то водитель не сможет включить зажигание либо же после оборота ключа ничего не произойдет.

Чтобы правильно начать движение, лучше использовать парковочный режим, поскольку при значении «P» у машины блокируются ведущие колеса, что не позволяет ей скатиться. Применение нейтрального режима позволяет осуществить экстренную буксировку транспорта.

Большинство автомобилей с АКПП запускаются не только при правильном положении рычага, но и после выжимания тормозной педали. Эти действия препятствуют случайному откату автомобиля, если рычаг установлен на значении «N».

Как ездить на автоматической КПП и чего нельзя делать

Чтобы добиться длительной службы КПП, надо верно ставить режим в зависимости от текущих условий перемещения. Чтобы правильно эксплуатировать автомат, необходимо соблюдать следующие правила:

• дождаться толчка, который оповещает о полном включении передачи, только потом надо начать движение;
• при буксовании необходимо переходить на пониженную передачу, а при работе тормозной педалью — следить за тем, чтобы колеса вращались медленно;
• использование разных режимов позволяет осуществлять торможение двигателем и ограничивать разгон;
• во время буксирования автотранспорта с включенным мотором должен соблюдаться скоростной режим до 50 км/ч, причем максимальное расстояние должно быть менее 50 км;
• нельзя буксировать другой автомобиль, если он тяжелее машины с АКПП, при буксировке надо ставить рычаг на «D2» или «L» и ехать не более 40 км/ч.

Чтобы не попасть на дорогостоящий ремонт, водители не должны:

• передвигаться в парковочном режиме;
• спускаться на нейтральной передаче;
• пытаться завести мотор с толчка;
• ставить рычаг на «P» или «N», если нужно ненадолго остановиться;
• включать задний ход с положения «D» и до полного прекращения движения;
• на склоне переключаться в режим парковки до постановки автомашины на ручник.

Как эксплуатировать АКПП зимой

В холодных погодных условиях часто возникают проблемы с машинами. Для сохранения ресурса агрегата в зимние месяцы водителям следует придерживаться таких рекомендаций:

1. После включения двигателя в течение нескольких минут прогревать коробку, а перед движением — нажать и держать педаль тормоза и попереключать все режимы. Эти действия позволяют трансмиссионному маслу быстрее прогреться.
2. На протяжении первых 5-10 км не нужно резко разгоняться и буксовать.
3. Если надо выехать со снежной или ледяной поверхности, то следует включать пониженную передачу. Поочередно надо работать обеими педалями и аккуратно выезжать.
4. Раскачку делать нельзя, поскольку она пагубно сказывается на гидравлическом трансформаторе.
5. Сухое дорожное покрытие позволяет переходить на пониженные передачи и включать полуавтоматический режим, чтобы прекращать движение торможением двигателя. Если спуск скользкий, то надо пользоваться педалью тормоза.
6. На ледяном подъеме запрещается резко нажимать педаль и допускать пробуксовку колес.
7. Чтобы аккуратно выйти из заноса и стабилизировать машину, рекомендуется кратковременно включать нейтральный режим.