Схема гидротрансформатора акпп: что это такое, устройство, принципы работы

Содержание

Устройство АКПП — ZFMaster

Не секрет, что наши автолюбители относятся к автомобилям с автоматическими коробками передач с предубеждением. Неужели мы так любим делать все сами, а не перекладывать свою работу на чужие плечи? Вот об американцах, которые, собственно, и придумали коробки-автоматы, этого не скажешь. Где – где, но за океаном утруждать себя ручным переключением передач не принято. Там подобное “удовольствие” позволяют себе не более 5% автовладельцев. В Европе также из года в год увеличивается число автомобилей с автоматическими трансмиссиями. Прибивает такие машины и к нашему “берегу”, но правильно обращаться с ними умеют далеко не все автомобилисты. Как утверждают автомеханики, сталкивающиеся с неисправностями АКПП, большинство проблем бывает вызвано нарушением правил эксплуатации и несвоевременным техническим обслуживанием. Впрочем, перед тем как вплотную заняться этими вопросами, нам придется совершить небольшой…

Экскурс в конструкцию

Классический “автомат” включает в себя несколько агрегатов, главными из которых являются гидротрансформатор и механическая планетарная коробка передач.

Гидротрансформатор выполняет не только функции сцепления, но и автоматически изменяет крутящий момент в зависимости от нагрузки и частоты вращения колес автомобиля. Гидротрансформатор состоит из двух лопастных машин — центробежного насоса, центростремительной турбины и расположенного между ними направляющего аппарата-реактора. Насос и турбина предельно сближены, а их колесам придана форма, обеспечивающая непрерывный круг циркуляции рабочей жидкости. В результате гидротрансформатор получил минимальные габаритные размеры и одновременно снижены потери энергии на перетекание жидкости от насоса к турбине. Насосное колесо связано с коленчатым валом двигателя, а турбина — с валом коробки передач. Тем самым в гидротрансформаторе отсутствует жесткая связь между ведущими и ведомыми элементами, а передача энергии от двигателя к трансмиссии осуществляется потоками рабочей жидкости, которая отбрасывается с лопаток насоса на лопасти турбины. Собственно, по такой схеме работает гидромуфта, которая просто передает крутящий момент, не трансформируя его величину.

Чтобы изменять момент, в конструкцию гидротрансформатора введен реактор. Это также колесо с лопатками, однако, оно жестко прикреплено к корпусу и не вращается (заметим: до определенного времени). Реактор расположен на пути, по которому масло возвращается из турбины в насос. Лопатки реактора имеют особый профиль, а межлопаточные каналы постепенно сужаются. По этой причине скорость, с которой рабочая жидкость течет по каналам направляющего аппарата, постепенно увеличивается, а сама жидкость выбрасывается из реактора в сторону вращения насосного колеса, как бы подталкивая и подгоняя его.

Отсюда сразу два следствия. Первое — благодаря увеличению скорости циркуляции масла внутри гидротрансформатора при неизменном режиме работы насоса (читай: двигателя, поскольку насосное колесо, как говорилось выше, жестко связано с коленвалом) крутящий момент на выходном валу гидротрансформатора увеличивается. Второе — при неизменном режиме работы насоса режим работы турбины изменяется автоматически и бесступенчато в зависимости от приложенного к валу турбины (читай: колесам автомобиля) сопротивления.

Поясним эти аксиомы на конкретных примерах. Допустим, автомобилю, который двигался по равнинному участку дороги, предстоит подъем в гору. Забудем на время про педаль акселератора и посмотрим, как отреагирует на изменение условий движения гидротрансформатор. Нагрузка на ведущие колеса увеличивается, а автомобиль начинает терять скорость. Это приводит к уменьшению частоты вращения турбины. В свою очередь уменьшается противодействие движению рабочей жидкости по кругу циркуляции внутри гидротрансформатора. В результате скорость циркуляции возрастает, что автоматически приводит к увеличению крутящего момента на валу турбинного колеса (аналогично переходу на низшую передачу в механических КПП) до тех пор, пока не наступит равновесие между ним и моментом сопротивления движению.

Смотрите также: ремонт АКПП BMW в кузове F10.

По аналогичной схеме работает автоматическая трансмиссия и при старте с места. Только теперь самое время вспомнить про педаль газа, нажатие на которую увеличивает обороты коленчатого вала, а значит, и насосного колеса, и про то, что сначала автомобиль, а следовательно, и турбина находились в неподвижном состоянии, но внутреннее проскальзывание в гидротрансформаторе не мешало двигателю работать на холостом ходу (эффект выжатой педали сцепления).

В этом случае крутящий момент трансформируется в максимально возможное число раз. Зато когда достигнута необходимая скорость, надобность в преобразовании крутящего момента отпадает. Гидротрансформатор посредством автоматически действующей блокировки превращается в звено, жестко связывающее его ведущий и ведомый валы. Такая блокировка исключает внутренние потери, увеличивает значение КПД передачи, уменьшает расход топлива в установившемся режиме движения, а при замедлении повышает эффективность торможения двигателем. Кстати, одновременно с целью снижения все тех же потерь реактор освобождается и начинает вращаться вместе с насосным и турбинным колесом.

Зачем же к гидротрансформатору присоединяют КПП, если он сам способен изменять величину крутящего момента в зависимости от нагрузки на ведущие колеса? Увы, гидротрансформатор может изменять крутящий момент с коэффициентом, не превышающим 2-3,5. Как ни крути, а такого диапазона изменения передаточного числа недостаточно для эффективной работы трансмиссии.

К тому же, нет-нет, да и возникает надобность во включении заднего хода или полном разъединении двигателя от ведущих колес. Коробки автоматических трансмиссий имеют зубчатые зацепления, но существенно отличаются от обычных механических КПП хотя бы потому, что передачи в них переключаются без разрыва потока мощности с помощью приводимых гидравликой многодисковых фрикционных муфт или ленточных тормозов. Необходимая передача выбирается автоматически с учетом скорости автомобиля и степени нажатия на педаль газа, которая определяет желаемую интенсивность разгона. За выбор передачи отвечает гидравлический и электронный блоки управления АКПП. Водитель, кроме нажатия на акселератор, может влиять на процесс смены передач, выбрав зимний или спортивный алгоритм переключения или установив, например, при движении в сложных условиях селектор КПП в специальное положение, которое не позволяет автоматике переключаться выше определенной разгонной передачи.

Кроме гидротрансформатора и планетарного механизма в состав КПП-автоматов входит масляный насос, снабжающий гидротрансформатор и гидравлический блок управления рабочей жидкостью и обеспечивающий смазку коробки, а также радиатор охлаждения рабочей жидкости, которая из-за интенсивного “перелопачивания” имеет свойство сильно нагреваться.

Улучшение эксплуатационных качеств современного автомобиля привело к значительному усложнению его конструкции. А оснащение автомобилей автоматической трансмиссией позволило резко снизить объем нагрузки, возлагаемой на водителя во время движения, что также благоприятно отразилось на ходовой части, двигателе и скоростных качествах автомобиля. Надежность и простота эксплуатации определили дальнейшее широкое использование этого изобретения. В настоящее время автоматические трансмиссии применяются и на легковых, и на полноприводных автомобилях, и даже на грузовом транспорте. При использовании транспортного средства с ручным управлением, для поддержания необходимой скорости, водителю необходимо часто пользоваться рычагом переключения передач.

По этой причине он обязан постоянно следить за нагрузкой двигателя и скоростью автомобиля. Применение автоматической трансмиссии исключает необходимость постоянного пользования переключающим рычагом. Изменение скорости выполняется автоматически, в зависимости от нагрузки двигателя, скорости перемещения транспортного средства и желаний водителя. Поэтому, по сравнению с ручной коробкой передач, автоматическая трансмиссия имеет следующие неоспоримые преимущества:

  • увеличивает комфортность вождения автомобиля за счет освобождения водителя от контрольных функций;
  • автоматически и плавно производит переключения, согласовывая нагрузку двигателя, скорость его движения, степень нажатия на педаль газа;
  • предохраняет двигатель и ходовую часть автомобиля от перегрузок;
  • допускает и ручное, и автоматическое переключение скоростей.

Все разнообразие автоматических трансмиссий, применяемых сегодня, условно можно разделить на два типа. Основное различие этих типов заключается в системах управления и контроля, за использованием трансмиссии. Для первого типа характерно то, что функции управления и контроля выполняются специальным гидравлическим устройством. А во втором типе функции управления и контроля выполняет электронное устройство. Составные части же и узлы автоматических трансмиссий обоих типов практически одинаковы.

Существуют некоторые различия в компоновке и устройстве автоматической трансмиссии переднеприводного и заднеприводного автомобиля. Автоматическая трансмиссия для переднеприводных автомобилей более компактна и имеет внутри своего корпуса отделение главной передачи — дифференциал. Несмотря на эти отличия, основные функции и принцип действия всех автоматов одинаковы. Для того чтобы обеспечить движение, а также для выполнения других своих функций, автоматическая трансмиссия должна быть оснащена следующими узлами: механизмом выбора режима движения, гидротрансформатором, коробкой передач, узлом управления и контроля.

Упрощённая кинематическая схема АКПП


АКПП состоит из:

  1. Гидротрансформатор (ГТ) – соответствует сцеплению в механической трансмиссии, но не требует непосредственного управления со стороны водителя.
  2. Планетарный ряд – соответствует блоку шестерен в механической коробке передач и служит для изменения передаточного отношения в автоматической трансмиссии при переключении передач.
  3. Тормозная лента, передний фрикцион, задний фрикцион – компоненты, посредством которых осуществляется переключение передач.
  4. Устройство управления. Этот узел состоит из маслосборника (поддон коробки передач), шестеренчатого насоса и клапанной коробки. Клапанная коробка представляет собой систему каналов с расположенными в них клапанами и плунжерами, которые выполняют функции контроля и управления. Это устройство преобразует скорость движения автомобиля, нагрузку двигателя и степень нажатия на педаль газа в гидравлические сигналы. На основе этих сигналов, за счет последовательного включения и выхода из рабочего состояния фрикционных блоков, автоматически изменяются передаточные

Гидротрансформатор

Гидротрансформатор (или torque converter в зарубежных источниках) служит для передачи крутящего момента непосредственно от двигателя к элементам автоматической коробки передач. Он установлен в промежуточном кожухе, между двигателем и коробкой передач и выполняет функции обычного сцепления. В процессе работы этот узел, наполненный трансмиссионной жидкостью, несет довольно высокие нагрузки и вращается с достаточно большой скоростью. Он не только передает крутящий момент, поглощает и сглаживает вибрации двигателя, но и приводит в действие масляный насос, находящийся в корпусе коробки передач. Масляный насос наполняет трансмиссионной жидкостью гидротрансформатор и создает рабочее давление в системе управления и контроля. Поэтому является неверным мнение о том, что автомобиль, оснащенный автоматической трансмиссией, можно завести принудительно, не используя стартер, а разогнав его до высокой скорости. Шестеренчатый насос получает энергию только от двигателя, и если двигатель не работает, то давление в системе управления и контроля не создается, в каком бы положении не находился рычаг выбора режима движения. Следовательно, принудительное вращение карданного вала не обязывает коробку передач работать, а двигатель – вращаться.

Планетарный ряд

В отличие от простой механической трансмиссии, в которой используются параллельные валы и сцепляющиеся между собой шестерни, в автоматических трансмиссиях в подавляющем большинстве используются планетарные передачи.

 

Составные части фрикциона

Поршень (piston) приводится в действие давлением масла. Двигаясь под давлением масла вправо (по рисунку), поршень посредством конического диска (dished plate) плотно прижимает ведущие диски пакета к ведомым, заставляя их вращаться как единое целое и осуществляя передачу крутящего момента от барабана к втулке. В корпусе самой коробки передач расположены несколько планетарных механизмов, они и обеспечивают необходимые передаточные отношения. А передача крутящего момента от двигателя через планетарные механизмы к колесам происходит с помощью фрикционных дисков, дифференциала и других сервисных устройств. Управление всеми этими устройствами осуществляется благодаря трансмиссионной жидкости через систему управления и контроля.

Тормозная лента

Устройство, используемое для блокировки элементов планетарного ряда.

Схема движения масла в акпп. Обзор автоматической коробки передач.

› Как устроена коробка-автомат с гидротрансформатором

Н е падайте в обморок, ничего сложного здесь нет. Сейчас всё растолкуем. Но сначала давайте определимся с терминологией. Дело в том, что многие по ошибке автоматической коробкой передач называют два агрегата, соединённых воедино: собственно саму коробку и гидротрансформатор.

Для получения дополнительной информации о автоматических коробках передач, не стесняйтесь просматривать остальную часть сайта. Для диагностики, обслуживания, технического обслуживания, ремонта автоматических коробок не стесняйтесь обращаться к нам по телефону 168 или с помощью контактной формы на странице контактов.

Вероятно, вы знаете, что при ручной коробке передач двигатель подключается к коробке передач. Без этой связи автомобиль не мог остановиться там, не убив двигатель. Но в автоматических коробках передач нет сцепления, чтобы отключить передачу двигателя. Может быть, он не смотрит на то, что знает, но внутри него есть очень интересные вещи. На этой странице мы покажем вам, почему автоматическая коробка передач гидротрансформатора нуждается в этом, и это некоторые из преимуществ и недостатков гидротрансформатора.

Гидротрансформатор состоит из двух лопастных машин — центробежного насоса и центростремительной турбины. Между ними расположен направляющий аппарат — реактор. Насосное колесо жёстко связано с коленчатым валом двигателя, турбинное — с валом коробки передач. Реактор же, в зависимости от режима работы, может свободно вращаться, а может быть заблокирован при помощи обгонной муфты.

Как и в случае с механической коробкой передач, автомобили, оснащенные автоматической коробкой передач, нуждаются в способе, позволяющем двигателю вращаться, а колеса и шестерни в автоматическом коробке останавливаются. В механических коробках передач используется муфта, которая полностью отключает передачу. В автоматическом соединителе используется гидротрансформатор.

Гидроконвертер представляет собой тип соединения на основе жидкости, которое позволяет двигателю вращаться почти независимо от передачи. Если двигатель медленно вращается, когда автомобиль останавливается, крутящий момент через гидротрансформатор очень мал, поэтому держать автомобиль на месте, чтобы педаль тормоза слегка нажала.

Полезная энергия в гидротрансформаторной трансмиссии расходуется на перелопачивание (и нагрев) масла гидротрансформатором. Также немало энергии «жрёт» насос, который создаёт рабочее давление в управляющих магистралях. Отсюда более низкий КПД. Именно по этой причине механические роботизированные коробки и вариаторы более предпочтительны.

Если вы будете нажимать на педаль акселератора, когда автомобиль неподвижен, вам нужно больше нажимать на тормоз, чтобы автомобиль оставался на месте. Это происходит потому, что когда вы нажимаете педаль акселератора, скорость двигателя увеличивается, перекачивая больше жидкости в гидротрансформатор, заставляя больше крутящего момента передавать колеса.

Внутренняя часть автоматического соединителя коробки. Как вы можете видеть на рисунке ниже, в корпусе гидротрансформатора находятся четыре компонента. Насос турбины статора и масло автоматической коробки. . Корпус гидротрансформатора соединен с двигателем болтами, поэтому он вращается с той же скоростью, что и двигатель. «Пальцы», которые создают насос гидротрансформатора, прикрепляются к корпусу шести колес с той же скоростью, что и двигатель. На рисунке ниже вы можете увидеть, как все эти части подключены внутри гидротрансформатора к автоматической коробке передач.

Гидротрансформатор является идеальным демпфером крутильных колебаний и способен гасить сильные толчки, которые передаются от двигателя на трансмиссию и наоборот. Это, кстати, очень благоприятно сказывается на ресурсе двигателя, трансмиссии и ходовой части. Но хлопот гидротрансформатор тоже может принести массу. Например, он не позволяет завести автомобиль с «толкача».

При вращении жидкость выбрасывается наружу насоса, например цикл стирки стиральной машины, выбрасывает воду и одежду снаружи барабана. В то время как масло выбрасывается наружу, создается вакуум, который привлекает еще больше жидкости к центру. Затем масло поступает в лопасти турбины, которые подключены к автоматической коробке передач. Турбина вызывает вращение внутри автоматических коробок передач, вращение вперед к колесам автомобиля, заставляя его двигаться на своем месте. Вы можете увидеть на диаграмме ниже, как лопасти турбины изогнуты.

Передача крутящего момента от двигателя к коробке передач осуществляется потоками рабочей жидкости (масла), которая отбрасывается лопатками насосного колеса на лопасти колеса турбинного. Между насосным колесом и турбиной обеспечены минимальные зазоры, а их лопастям придана специальная геометрия, которая формирует непрерывный круг циркуляции рабочей жидкости. Так что получается, что жёсткая связь между двигателем и трансмиссией отсутствует. Это обеспечивает работу двигателя и остановку автомобиля с включённой передачей, а также способствует плавности передачи тягового усилия.

Это означает, что жидкость, поступающая в турбину снаружи, должна изменить свое направление перед выходом через центр турбины. Это изменение направления, которое заставляет турбину вращаться.


Чтобы изменить направление движения объекта, вам необходимо применить силу к этому объекту, не имеет значения, является ли этот объект автомобилем или капелькой жидкости. И что бы ни применяло силу, которая заставляет объект менять свое направление, он должен также чувствовать то же или силу, но в противоположном направлении.


Схема устройства гидротрансформатора


Масло в гидротрансформаторе двигается по такой вот замысловатой траектории. Чтобы увеличить скорость и повысить крутящий момент на турбинном колесе, реактор блокируется. Правда, при этом КПД передачи несколько снижается.

Поэтому, когда турбина заставляет масло автоматической коробки передач менять свое направление, масло заставляет турбину вращаться. Нефть выходит из турбины через ее центр, двигаясь в противоположном направлении, чем когда она вошла. Если вы посмотрите на стрелки на рисунке ниже, вы увидите, что масло выходит из турбины, движущейся в противоположном направлении, чем направление вращения насоса. Если масло, покидающее турбину, позволит насосу ударить, это замедлит двигатель, потеряв мощность. Чтобы избежать этого гидротрансформатора крутящего момента автоматической коробки, он имеет статор.

Надо сказать, что по описанной выше схеме работает гидромуфта, которая просто передаёт крутящий момент, не трансформируя его величину. Чтобы изменять момент, в конструкцию гидротрансформатора введён реактор. Это такое же колесо с лопатками, но оно, имея связь с картером (корпусом) коробки передач, не вращается (заметим, до определённого момента). Лопатки реактора расположены на пути, по которому масло возвращается из турбины в насос, и они имеют особый профиль. Когда реактор неподвижен (гидротрансформаторный режим), он увеличивает скорость потока рабочей жидкости, циркулирующей между колёсами. Чем выше скорость движения масла, тем выше его кинетическая энергия, тем она большее оказывает воздействие на турбинное колесо. Благодаря этому эффекту момент, развиваемый на валу турбинного колеса, удаётся значительно поднять.

Статор гидротрансформатора к автоматическим коробкам передач. Статор находится точно в центре гидротрансформатора. Его задача — перенаправить масло, которое возвращается из турбины, прежде чем оно снова попадет в насос. Это значительно повышает эффективность конвертера пары.

Статор имеет очень агрессивную конструкцию лопастей, которая почти полностью поворачивает направление масла. Из-за этого устройства статор не может вращаться вместе с жидкостью, он может вращаться только в противоположном направлении, заставляя масло менять свое направление, когда оно ударяется о лопасти статора.

Гидротрансформатор ZF и многодисковое сцепление Sachs, блокирующее насосное и турбинное колёса.

Представьте себе стандартную ситуацию — передача в коробке уже включена, а мы стоим на месте и жмём себе на педаль тормоза! Что происходит в этом случае? Турбинное колесо находится в неподвижном состоянии, а момент на нём в полтора-два раза выше (в зависимости от конструкции) того, что развивает двигатель на этих оборотах. Кстати, момент на выходном валу гидротрансформатора будет тем больше, чем будут выше обороты двигателя. Стоит отпустить педаль тормоза, и автомобиль тронется. Разгон будет продолжаться до тех пор, пока момент на колёсах не сравняется с моментом сопротивления движению машины.

Что-то еще более сложное происходит, когда автомобиль начинает двигаться. В этот момент масло возвращается из турбины, входя в насос, уже движущийся в том же направлении с насосом, поэтому статор больше не нужен. Хотя турбина изменяет направление масла в задней части, масло все еще движется в том же направлении, что и вращение турбины, потому что турбина движется быстрее в одном направлении, чем масло, которое закачивается в другом направлении. Это похоже на то, что происходит в турбине: масло отбрасывается в одном направлении, но не с той же скоростью, что и в другом направлении.

Когда турбинное колесо приближается по оборотам к скорости вращения насосного колеса, реакторное колесо освобождается и начинает вращаться вместе с двумя «напарниками». В этом случае говорят, что гидротрансформатор перешёл в режим гидромуфты. Так снижаются потери, и увеличивается КПД гидротрансформатора.

А поскольку в некоторых случаях надобность в преобразовании крутящего момента и скорости отпадает, в определённые моменты гидротрансформатор и вовсе может быть заблокирован при помощи фрикционного сцепления. Этот режим помогает довести КПД передачи практически до единицы, проскальзывание между лопаточными колёсами в этом случае исключено по определению.

На этих скоростях масло ударяется назад в лопасти статора, заставляя его свободно вращаться на односторонней муфте, избегая проходящего через него масла. Современные преобразователи крутящего момента могут умножать крутящий момент двигателя на два или даже три раза. Этот эффект возникает только тогда, когда скорость двигателя выше, чем у автоматических коробок.

На более высоких скоростях передача приводит в движение двигатель, со временем вращаясь с той же скоростью. В идеале, однако, было бы, если бы автоматическая коробка передач вращалась с той же скоростью, что и двигатель, потому что эта разница приводит к потерям мощности. Это одна из причин, почему автомобиль с автоматической коробкой имеет более высокий расход, чем ручные коробки передач.

Но представьте себе такую ситуацию. Вы едете по прямой с постоянной скоростью и вдруг начинаете подниматься в горку. Скорость автомобиля начнёт падать, а нагрузка на ведущие колёса увеличится. На это изменение тут же отреагирует гидротрансформатор. Как только станет уменьшаться частота вращения турбины, реакторное колесо начнёт автоматически затормаживаться, в результате скорость циркуляции рабочей жидкости возрастёт, что автоматически приведёт к увеличению крутящего момента, который будет передаваться на вал от турбинного колеса (читай на колёса). В некоторых случаях увеличившегося момента хватит для того, чтобы преодолеть подъём без перехода на низшую передачу.

Чтобы решить эту проблему, некоторые преобразователи крутящего момента имеют в них блокировочную муфту. Когда две половины преобразователя приближаются к скорости, сцепление блокирует их вместе, устраняя проскальзывание и повышая эффективность. Автоматические коробки передач — это коробки передач, которые меняют шестерни без вмешательства водителя. Кроме того, решение об переключении передач принимается электронным компьютером управления коробкой передач на основе информации о датчике.

Автоматическая коробка передач состоит из трех подсистем. Гидравлический трансформер, также называемый преобразователем крутящего момента, сборка планетарной механики с муфтными муфтами и тормозами Электрогидравлический модуль управления и управления. Механизм сцепления сцепления с муфтой коробки передач коробки передач и демпфирующих элементов масляный насос для регулирования рабочего давления планетарные передачи и приводы переключения передач коробка передач вал редуктор парковочный замок механическая связь с Рычаг селектора программ Электрогидравлический модуль управления Электронный управляющий и регулирующий клапан с электромагнитным клапаном для мультидисперсного гидротрансформатора сцепления и тормоза. Автоматические коробки передач в популярном названии также называются «гидратированными» коробками.

Поскольку гидротрансформатор не может преобразовывать скорость вращения и передаваемый крутящий момент в широких пределах, к нему присоединяют многоступенчатую коробку передач, которая, вдобавок ко всему, способна обеспечить и реверсивное вращение (иными словами — задний ход). Те коробки, которые работают в паре с гидротрансформаторами, обычно включают в себя ряд планетарных передач и имеют много общего с привычными нам «ручными» коробками.

Гидротрансформатор — гидротрансформатор

Гидротрансформатор представляет собой узел, который передает момент двигателя коробки передач с помощью рабочей жидкости. Гидротрансформатор или гидротрансформатор состоит из четырех основных компонентов. Статорный турбинный насос или блок блокировки громкоговорителя. . Гидротрансформатор действует как прогрессивный соединительный элемент, при этом современные трансмиссии используются только при выходе и изменении передач, после чего он заблокирован для повышения эффективности передачи.


Когда передача работает в режиме повышения частоты, двигатель вращает водило. Выходной вал передачи при этом соединён с солнечной шестернёй, в это время кольцевая шестерня зафиксирована.Если кольцевую шестерню отпустить и в это время при помощи фрикциона её зафиксировать относительно водила, передача получится прямой. Передача получается понижающей в том случае, когда движок приводит в действие солнечную шестерню, и при этом водило зафиксировано. Мощность при этом снимается с кольцевой шестерни.

Автоматическая коробка — планетарные механизмы

Изготовление механизма в автоматической коробке передач осуществляется через несколько планетарных механизмов. По сравнению с механической коробкой передач с простым зубчатым колесом, в котором зубчатое колесо с образованием одной пары зубчатых колес, автоматическая коробка передач достигают передачи с использованием нескольких планетарных зубчатых колес. Блокируя компоненты планетарного механизма, получают разные коэффициенты передачи, которые составляют стек коробки.

Преимущества планетарных редукторов по сравнению с простыми шестернями. Коаксиальное позиционирование входных и выходных валов в коробке передач; Симметричная, круговая конструктивная форма; крутящий момент и распределение мощности по нескольким парам передач в планетарном механизме; Позвольте значительно упростить автоматизацию. Эти преимущества обеспечивают лучшую динамическую балансировку коробки передач, что благотворно влияет на нагрузку на подшипник, шум и вибрацию во время работы.

В механической коробке шестерни находятся в постоянном зацеплении, при этом ведомые — свободно вращаются на вторичном валу. Включая какую-либо передачу, мы механически блокируем соответствующую шестерню на ведомом валу. Работа автоматической коробки передач построена на таком же принципе. Но планетарные передачи (или редукторы) имеют некоторые интересные особенности. Они включают в себя несколько элементов: водило, сателлиты, солнечную и кольцевую шестерни.

Муфты и тормоза для ступенчатой ​​муфты

Сцепление или, лучше, образование зубчатых колес достигается с помощью муфт и многодисковых тормозов. Они предназначены для соединения двух элементов для вращения с одинаковой скоростью или для блокировки элемента с нулевой скоростью. Управление муфтами или тормозами осуществляется с помощью гидравлических приводов. управляемый электромагнитными клапанами, с помощью электронного модуля управления. Электронный модуль управления обеспечивает получение сигналов от датчиков и двигателя, их обработку и передачу управляющих сигналов исполнительным элементам.


Планетарная передача

Приводя во вращение одни элементы и фиксируя другие, такие редукторы позволяют менять передаточные отношения, то есть скорость вращения и передаваемое через планетарную передачу усилие. Приводятся планетарные передачи от выходного вала гидротрансформатора, а их соответствующие элементы фиксируются при помощи фрикционных лент или фрикционных пакетов (в механической коробке эту роль играют синхронизаторы и блокирующие муфты).

Планетарные передачи. Водило (1), сателлиты (2), шлицы солнечной шестерни (3).

Включается передача следующим образом. На фрикцион давит гидравлический толкатель, который в свою очередь приводится в действие давлением рабочей жидкости, той самой, что используется в гидротрансформаторе. Давление это создаётся специальным насосом, а распределяется оно между соответствующими фрикционами передач под неусыпным контролем электроники при помощи специальной системы электромагнитных клапанов — соленоидов в соответствии с алгоритмом работы коробки.


Пакеты фрикционов состоят из нескольких колец — неподвижных и подвижных. Они свободно вращаются друг относительно друга до тех пор, пока не возникнет необходимость включить передачу. Гидравлический толкатель зажмёт фрикционы тогда, когда в соответствующей магистрали будет создано рабочее давление. Подвижные элементы фрикциона, жёстко связанные, например, с водилом планетарной передачи, будут застопорены, водило остановится, передача включится.

Существенное отличие АКПП от обычных механических коробок заключается в том, что передачи в них переключаются практически без разрыва потока мощности. Одна выключилась, другая почти в тот же момент включилась. Сильные рывки при переключениях практически исключены, поскольку их гасит уже упомянутый выше гидротрансформатор. Хотя, надо отметить, современные коробки со спортивной настройкой не могут похвастать плавной работой. Толчки при их работе обусловлены более быстрой сменой передач: такой расклад позволяет отыграть некоторое количество времени при разгоне, но приводит к ускоренному износу фрикционов. На трансмиссии и ходовой части в целом это тоже сказывается не лучшим образом.


Автоматическая трансмиссия Audi Q7

В автоматических трансмиссиях первого поколения системы управления были целиком гидравлическими. В дальнейшем гидравлику оставили только в качестве исполнительной части системы управления, задавать же алгоритм работы стала электроника. Благодаря ей возможно реализовывать различные алгоритмы работы коробки — режим резкого ускорения, спортивный, экономичный, зимний…

Одна из последних разработок компании ZF — восьмиступенчатая гидромеханическая коробка передач. Как сообщают сами создатели, коробка позволяет экономить до 6% топлива по сравнению с аналогичными шестиступенчатым «автоматом» и 14% по сравнению с пятиступенчатым. Всё логично, большое количество передач позволяет увеличить время, при котором двигатель работает в наиболее «эффективном» режиме и удельный расход топлива минимален. Теряется время на лишние переключения? Совсем немного.

В спортивном режиме, например, тяга двигателя используется на все сто процентов. Включение каждой последующей передачи происходит при частотах коленчатого вала, близких к частотам, на которых развивается максимальный крутящий момент. При дальнейшем ускорении частота вращения коленчатого вала доводится до максимальных значений, при которых двигатель развивает максимальную мощность. И так далее. Автомобиль в этом случае развивает значительно большие ускорения по сравнению с теми, что осуществляются при работе «экономичной» или «нормальной» программ.


Управляющие клапаны гидравлического блока управления.

На большинстве современных автомобилей с автоматической трансмиссией те или иные алгоритмы управления активизируются в зависимости от манеры вождения. Электроника адаптирует работу тандема двигатель-трансмиссия самостоятельно. Компьютер, анализируя информацию от многочисленных датчиков, принимает решение о переключении передач в те или иные моменты, в зависимости от требуемого характера переключений. Если манера движения размеренная и плавная, контроллер делает соответствующие поправки, при которых двигатель не выводится на мощностные режимы работы, что положительно сказывается на расходе топлива. Как только водитель «занервничал» и начал чаще и резче нажимать на педаль газа, искусственный интеллект тут же понимает, что ускорения и разгоны нужно производить резвее, и силовой агрегат сразу же начнёт работать по «спортивной» программе. Если же водитель станет педалировать плавно, «умная» электроника переведёт коробку и двигатель в штатный режим работы.


Шестиступенчатая трансмиссия полноприводной Audi A8

Всё большее количество автомобилей оснащается коробками, в которых наряду с автоматическим предусмотрен и полуавтоматический режим управления. Здесь команды на переключение передач даёт водитель, а сами переключения обеспечивает система управления. Но это совсем не означает, что электроника позволит вам сильно разгуляться. Часто скорость перехода с одной передачи на другую в этом режиме увеличивают, но многие производители, заботясь о ресурсе силового агрегата, время переключений оставляют таким же, как в автоматическом режиме. Машиностроители называют эти системы по-разному — Autostick, Steptronic, Tiptronic.

Американцы любят устанавливать селектор автоматической трансмиссии на рулевую колонку. Европейцы и японцы ставят их на центральный тоннель.

Кстати, с недавних пор некоторые АКПП можно тюнинговать. А возможно это стало благодаря перепрограммированию блоков управления двигателем и коробки. В угоду скорости разгона в программе управления АКПП меняют моменты перехода с передачи на передачу и существенно сокращают время переключений.

На новом Mitsubishi Lancer управлять коробкой в ручном режиме можно и при помощи селектора, и посредством удобных магниевых подрулевых переключателей.

Электроника из года в год становится всё умнее. Компьютеры научили анализировать степень износа фрикционов и генерировать соответствующее давление, необходимое для включения каждой муфты. Регистрируя давление, можно прогнозировать степень износа фрикционных дисков, а следовательно, и коробки в целом. Блок управления постоянно контролирует исправность системы, записывая в свою память коды неисправностей тех элементов, в которых происходили сбои в процессе работы.

Четырёхступенчатая коробка и гидротрансформатор Hydra-Matic 2002 4T65-E (M76) концерна GM в составе силового агрегата устанавливаются на автомобиле поперечно.

В некоторых форс-мажорных случаях блок управления начинает работать по обходной программе. Обычно в аварийном режиме в коробке передач запрещаются все переключения, и включается какая-либо одна передача, как правило, — вторая или третья. Эксплуатировать, в этом случае автомобиль не рекомендуется (да и не получится), но доехать своим ходом до мастерской программа поможет.
Все типы коробок способны доставлять радость владельцам автомобилей своей службой при пробеге в 200 тысяч километров с лишним. Но есть одно «но» — безотказная работа возможна при правильной эксплуатации и регулярном квалифицированном ТО.

Режимы автоматической трансмиссии

«P» — parking. В этом режиме все передачи выключены, выходной вал КПП и «ветка» трансмиссии, связанная с ведущими колёсами, заторможены блокирующим механизмом коробки. При работающем двигателе ограничитель частоты вращения коленчатого вала срабатывает гораздо раньше, чем при разгоне. Такая «защита от дурака» не позволяет «перекручивать» мотор и без толку перелопачивать трансмиссионную жидкость.

«R» — reverse, по-русски — задний ход.

«N» — нейтраль. В этом режиме двигатель и ведущие колёса не связаны. Автомобиль может двигаться накатом, его можно также буксировать без вывешивания ведущей оси.

Режим «D» или «Drive» разрешает движение. В этом режиме смена передач осуществляется автоматически.

«S» , «Sport» , «PWR» , «Power» или «Shift» — спортивный режим. Самый динамичный и самый расточительный. При разгонах двигатель «загоняется» в режим максимальной мощности. Скорость перехода с одной передачи на другую (в зависимости от конструкции и программы) может быть увеличена. Двигатель в этом случае всегда находится в тонусе, как правило, работая на оборотах, которые не ниже тех, на которых развивается максимальный крутящий момент. Забудьте об экономичности.

« Kick-down » — режим, в котором осуществляется переход на пониженную передачу для осуществления интенсивного ускорения, например, при обгоне. Резкий подхват происходит за счёт того что двигатель выводится в режим максимальной отдачи, и за счёт большего передаточного отношения понижающей передачи. Чтобы трансмиссия перешла в этот режим, по педали газа нужно хорошенько топнуть. В трансмиссиях более старшего поколения для срабатывания «кикдауна» нужно было обязательно нажать педаль газа, что называется, «в пол» до характерного щелчка.

При работе в режиме «Overdrive» или «O/D» повышающая передача будет включаться чаще, переводя двигатель на пониженные обороты. «Овердрайв» обеспечивает экономичное передвижение, но его активация может привести к существенной потере в динамике.

«Norm» реализует наиболее сбалансированный режим движения. Переключения на повышающие передачи, как правило, происходят по достижении средних оборотов и на оборотах несколько выше средних.

Если поставить селектор напротив «1» (L , Low ), «2» или «3» , ваша коробка не будет переходить выше выбранной передачи. Режимы востребованы в тяжёлых дорожных условиях, например, при движении по горным дорогам, при буксировке прицепа или другого автомобиля. В этом случае двигатель может работать в области средних и высоких нагрузок без перехода на повышающую передачу.

«W» , «Winter» , «Snow» — так называемый «зимний» режим работы АКПП. В целях предотвращения пробуксовки ведущих колёс трогание с места осуществляется со второй передачи. Дабы не спровоцировать лишние проскальзывания, переход с одной передачи на другую в этом случае тоже может осуществляться более мягко и при более низких оборотах. Разгон при этом может быть не слишком динамичным.

Наличие значков «+» и «-» определяет совсем не полюсность, а возможность ручного переключения передач. Разные производители «перемешивать» передачи позволяют по-разному: селектором управления АКПП, кнопками на руле или подрулевыми переключателями… В этом режиме электроника не позволит перейти на те передачи, которые, по её мнению, неуместны в данный момент. При работе со знаками «сложения» и «вычитания» скорость смены ступеней не будет выше той, что определена программой в режиме «Sport». Достоинство ручного режима — возможность действовать на опережение.

23 октября 2016

Автоматическая коробка передач автомобиля предназначена для передачи мощности двигателя на колеса. Она устанавливает именно ту передачу, которая лучше всего подходит для текущей скорости движения. Автоматическая трансмиссия избавляет водителя от необходимости переключения скорости вручную. Компьютер автомобиля при помощи датчиков определяет, в какой момент необходимо переключить скорость и посылает сигнал в электронном виде на включение или выключение передачи.

Основные элементы автоматической трансмиссии

Механизм автоматической коробки передач автомобиля представляет собой систему рычагов и шестеренок, передающих мощность на ведущие колеса, позволяя двигателю работать наиболее эффективно.

Собирается коробка в алюминиевом кожухе, называемом картером. В нем располагаются главные компоненты автоматической трансмиссии:

  1. Гидротрансформатор, выполняющий роль сцепления, но не требующий со стороны водителя производить непосредственное им управление.
  2. Планетарный ряд, изменяющий передаточное отношение при переключении.
  3. Задний, передний фрикционы, тормозная лента, непосредственно осуществляющие переключение передач.
  4. Устройство управления.

Как работает гидротрансформатор?

Гидротрансформатор состоит из следующих основных элементов:

  • насоса или насосного колеса;
  • турбинного колеса;
  • плиты блокировки;
  • статора;
  • обгонной муфты.


Чтобы понять, как работает автоматическая коробка передач, нужно в целом представлять ее устройство. Так, насос механическим соединением связан с двигателем. Турбинное колесо соединяется с валом КПП при помощи шлицов. При вращении насосного колеса при работающем двигателе создается поток масла, который вращает турбинное колесо гидротрансформатора.

В этом случае гидротрансформатор выполняет роль обычный гидромуфты, посредством жидкости лишь передавая от двигателя на вал автоматической коробки крутящий момент. При увеличении оборотов двигателя сколь-нибудь существенного увеличения крутящего момента не происходит.

Для преобразования крутящего момента схема автоматической коробки включает статор. Принцип работы заключается в том, что он перенаправляет поток масла обратно на крыльчатку насоса, заставляя ее быстрей вращаться, увеличивая крутящий момент. Чем скорость вращения турбинного колеса по отношению к насосу меньше, тем большая остаточная энергия передается статором посредством возвращаемого масла на насос. Соответственно крутящий момент увеличивается.

Основы работы турбины и насоса АКПП

Турбина всегда вращается медленнее, чем насос. Максимальное соотношение скоростей вращения насоса и турбины достигается при неподвижном автомобиле, уменьшаясь при увеличении скорости транспортного средства (ТС). Связь статора с гидротрансформатором осуществляется через обгонную муфту, способную вращаться лишь в одном направлении.

Лопатки турбины и статора имеют особую форму, за счет чего поток масла перенаправляется на обратную сторону лопаток статора . При этом статор заклинивает и, оставаясь неподвижным, он передает на вход насоса наибольшую энергию масла.


За счет такого режима работы гидротрансформатора обеспечивается максимальная передача крутящего момента. Он увеличивается почти в три раза при трогании автомобиля с места.

При разгоне ТС турбина относительно насоса проскальзывает все меньше до наступления момента, когда колесо статора подхватывается потоком масла, начиная вращаться в направлении свободного хода обгонной муфты. Устройство при этом начинает работать как обычная гидромуфта, не увеличивает крутящий момент. В этом режиме КПД гидротрансформатора не превышает 85%. Такой режим работы сопровождается выделением избытка тепла и повышением расхода топлива.

Назначение блокировочной плиты

Этот недостаток устраняется при помощи специального устройства — блокировочной плиты. Несмотря на механическую связь с турбиной, конструктивно она выполнена так, что может перемещаться вправо и влево. Это устройство включается в работу при достижении автомобилем высокой скорости. По команде устройство управления поток масла меняется таким образом, чтобы он прижимал блокировочного плиту к корпусу гидротрансформатора справа.

При этом турбина и насос связываются друг с другом механически. Для повышения сцепления на внутреннюю сторону корпуса гидротрансформатора наносится специальный фрикционный слой . Таким образом двигатель связывается с выходным валом автоматической коробки. Естественно такая блокировка сразу выключается даже при незначительном торможении автомобиля.

Выше был описан лишь один из способов блокировки гидротрансформатора. Однако любой другой способ преследует ту же самую цель — предотвратить проскальзывание турбины по отношению к колесу насоса. Обычно описанный режим действия в различных источниках называется Lock-Up.

Работу гидротрансформатора для чайников будет проще понять, если вместо турбины и насоса представить два простых вентилятора, один из которых работает от сети, а другой вращается за счет создаваемого первым вентилятором потока воздуха. Только вместо воздуха здесь выступает масло, а лопасти первого вентилятора (насоса в случае АКПП) приводятся в движение не за счет электричества, а за счет механического соединения с валом двигателя автомобиля.

Планетарные ряды

Гидротрансформатор может увеличивать крутящий момент, но лишь до определенного предела. Устройство автоматической коробки передач для более значимого увеличения момента, например, при преодолении подъемов, а также для движения задним ходом предусматривает планетарные ряды. Планетарная передача также обеспечивает ровное переключения скоростей при движении без потери мощности мотора. Благодаря ей переключение происходит без толчков, случающихся при работе обычной трансмиссии.


Планетарный ряд включает следующие элементы:

  • солнечную шестерню;
  • сателлиты;
  • эпицикл;
  • водило.

Планетарным ряд называются из-за того, что фрикционные колеса, вращающиеся одновременно вокруг своих осей и перемещающиеся вместе с этими осями, очень напоминают планеты солнечной системы. От их взаимного положения зависит, какая в данный момент включена передача.

Как переключаются передачи в АКПП?

Переключение передач или изменение в планетарном редукторе передаточного числа осуществляется блокировкой и разблокировкой элементов планетарного ряда посредством тормозных лент и фрикционов. В гидравлической системе автоматической коробки передач автомобиля непосредственно переключение передач осуществляется клапаном. Трехскоростная коробка имеет два таких клапана, один из которых осуществляет переключение с первой передачи на вторую, другой — со второй на третью. Четырехскоростная коробка имеет уже три клапана.

Другие виды АКПП

Помимо рассмотренной гидравлической трансмиссии сегодня широко распространены другие типы автоматических коробок:

  1. Вариаторная АКПП. В этом типе трансмиссии фиксированного передаточного числа для передач не существует. Поэтому такая АКПП называется бесступенчатой. Принцип работы в том, что в отличие от других «автоматов» она более эффективно использует мощность двигателя. Вследствие этого автомобили, оснащенные данным типом трансмиссии являются более экономичными и комфортными.
  2. Роботизированная КПП. Автоматической такую коробку можно назвать условно, так как по сути она является обычной «механикой», где функция педали сцепления возложена на электронный блок. Автомобили с какими коробками также являются довольно экономичными, но менее комфортными, так как зачастую переключение передач в автоматическом режиме сопровождается рывками.

Таким образом, помимо наиболее распространенной гидравлической АКПП существует еще несколько видов автоматических коробок, различающихся своей конструкцией. Отличаются они ценой, экономичностью, комфортом управления авто. Общее же то, что водитель избавлен от необходимости самостоятельного выбора и переключения передач.

Устройство и принцип работы АКПП HONDA CR-V первого поколения

 Содержание:
1. Гидротрансформатор
2. Механическая часть
3. Гидравлическая система
4. Электрическая система
5. Работа АКПП в различных режимах
6. Блокировка гидротрансформатора
7. Неисправности АКПП и методы их диагностики

Классическая АККП состоит из гидротрансформатора и механической КПП с гидравлическим управлением. В интернете сейчас можно найти достаточно много материалов, в которых подробно рассказывается об устройстве и принципах работы гидротрансформатора, про планетарные редукторы, тормозные ленты и фрикционы. Главное преимущество КПП на спаренных планетарных редукторах в том, что для изменения передаточного числа достаточно затормозить или отпустить всего один элемент, а это значительно упрощает схему гидравлического управления. Применение электроники для управления АКПП позволяет не сильно усложняя гидравлическую схему существенно расширить её функциональные возможности, создавать многоступенчатые АКПП и улучшить комфортность их работы.
Компания Honda устанавливает на свои автомобили АКПП собственных разработок. Основное отличие их в том, что в механической части не используются планетарные редукторы, а применена схема прямой передачи крутящего момента через зубчатые пары с многодисковыми мокрыми сцеплениями. Такое устройство предъявляет повышенные требования к гидравлической схеме управления, т.к. для корректного переключения передач необходимо выключить одно сцепление, включить другое и при этом чётко синхронизировать эти два процесса. Поэтому в АКПП автомобилей Honda довольно сложная гидравлическая схема с электронным управлением.
Данная статья посвящена устройству и принципу работы АКПП типов M4TA, S4TA, SDMA, MDMA, MDLA, которые устанавливались на Honda CR-V первого поколения. Конструктивно схожи с ними следующие типы АКПП: A4RA, B4RA, B46A, M4RA, BDRA, S4RA, BMXA, SLXA (CIVIC 96-2000 г.в.)
S4XA, SKPA (ORTHIA).

1. Гидротрансформатор

Гидротрансформатор представляет собой полый жестяной тор (отсюда и жаргонное название «бублик»), внутри которого находятся нагнетающая (насосная) и ведомая (турбинная) крыльчатки, а полость между ними заполнена рабочей жидкостью. Нагнетающая крыльчатка объединена с корпусом, который соединён с маховиком коленчатого вала двигателя. Ведомая крыльчатка шлицами соединена с первичным валом коробки передач. Между ними находится крыльчатка статора (в некоторых источниках статор называют ротором). Статор через обгонную муфту условно соединён с корпусом коробки передач, т.е. может вращаться в направлении вращения корпуса и крыльчаток, и неподвижен при попытке повернуть его в обратном направлении. Нагнетающая крыльчатка создаёт потоки жидкости и по внешней стенке корпуса направляет их на ведомую крыльчатку. Эти потоки давят на ведомую крыльчатку и приводят её в движение. Лопастями ведомой крыльчатки жидкость направляется внутрь гидротрансформатора где попадает на статор и давит на него в направлении противоположном направлению вращения крыльчаток. В этих условиях статор оказывается неподвижен, своими лопастями он разворачивает потоки жидкости по направлению вращения крыльчаток и усиливает их. потоки жидкости в гидротрансформатореДалее жидкость вновь подхватывается нагнетающей крыльчаткой и направляется на ведомую. По мере сравнивания скоростей вращения ведомой и нагнетающей крыльчаток давление на лопасти ведомой крыльчатки уменьшается (ведь скорость потока жидкости относительно лопастей всё меньше и меньше). При полном сравнивании скоростей нагнетающей и ведомой крыльчаток давление на лопасти ведомой крыльчатки равно нулю, а значит для передачи хоть какого ни будь крутящего момента, ведомая крыльчатка должна всегда отставать от нагнетающей. А тут ещё и неподвижный статор! В закрытом корпусе, где всё вместе с жидкостью вращается, он стоит и тормозит всю эту карусель (это как на корабле на полном ходу взять и застопорить винт). Вот поэтому его и поставили через обгонную муфту – на малой скорости ведомой крыльчатки он помогает, усиливая потоки жидкости, а когда скорости сравниваются и потоки уже не давят на статор – он начинает вращаться вместе со всеми и не мешает. Таким образом: чем выше разница в скоростях вращения нагнетающей и ведомой крыльчаток, тем бОльший крутящий момент прикладывается к ведомой крыльчатке (и к трансмиссии). Т.е. при одинаковых оборотах двигателя, чем медленнее вращается ведомая крыльчатка тем бОльший крутящий момент передаётся на неё, а чем выше скорость вращения ведомой крыльчатки тем передаваемый момент меньше. А это практически то же, что происходит в обычной коробке передач: при включении шестерёнок с понижающим передаточным числом, на выход передаются низкие обороты и высокий крутящий момент, а при включении повышающей передачи – высокие обороты и маленький момент. Только в отличие от зубчатой передачи, гидротрансформатор способен менять передаточное число плавно и самостоятельно, плюс он допускает полную остановку ведомой крыльчатки (читай трансмиссии) при сохранении вращения ведущей стороны (двигателя). Выходит гидротрансформатор — идеальная «коробка передач», сам автоматически плавно меняет передаточное число и допускает нейтраль, то что и нужно автомобилю! Но нет… Рабочий диапазон гидротрансформатора слишком мал для применения в автомобиле в чистом виде. Например: для того что бы разгонять легковой автомобиль хотя бы до 100 км/ч просто с гидротрансформатором обычный двигатель должен развивать обороты свыше 15000 об/мин. Поэтому гидротрансформаторы применяются в сочетании с механическими коробками передач с автоматическим переключением. Вот тут они подходят полностью – на холостом ходу снижают крутящий момент до минимума, увеличивают крутящий момент в начале движения и обеспечивают бесступенчатое выравнивание оборотов и крутящего момента при переключениях передач.

Есть у гидротрансформаторов и другой недостаток – конфигурация лопастей крыльчаток такова, что крутящий момент передаётся только в одном направлении (от двигателя к трансмиссии) и только при условии, что нагнетающая крыльчатка вращается быстрее ведомой. Таким образом при равномерном движении, когда автомобиль катится по инерции или ускоряется при движении под уклон, связь между двигателем и трансмиссией фактически отсутствует. Для устранения этого недостатка в Хондах как и во всех современных АКПП применяется принудительная блокировка гидротрансформатора, о которой будет рассказано ниже.

в начало

2. Механическая часть.

Механическая часть как в обычной МКПП состоит из двух валов — ведущего и ведомого, на которых размещены четыре зубчатые пары с разными передаточными числами.
Главное отличие от обычной механической коробки в том, что одна из шестерёнок в каждой паре имеет постоянную связь со своим валом, а другая связана со своим валом через «мокрое» многодисковое сцепление. Каждое такое сцепление представляет собой пакет чередующихся ведущих и ведомых фрикционных дисков. Одни диски (назовём их нечетными) соединены с валом на котором находятся, другие (чётные) соединены со своей шестерней. В выключенном (разомкнутом) состоянии четные и нечётные диски свободно вращаются относительно друг друга. При этом ведущий вал может вращаться, а ведомый при этом быть неподвижным (автомобиль стоит на месте).

2.1 Передача крутящего момента.

При включении сцепления пакет сжимается, диски оказываются плотно прижатыми к друг другу и шестерня этого пакета оказывается жёстко связанной со своим валом, а поскольку другая шестерня её пары постоянно связана со своим валом, обеспечивается жёсткая связь между ведущим и ведомым валами с передаточным числом равным передаточному числу включённой зубчатой пары. Во время движения включённым оказывается одно из сцеплений, остальные в этот момент выключены. Если все сцепления выключены — это «нейтраль».
Включение сцеплений обеспечивается за счёт гидравлического цилиндра с кольцевым поршнем. При подаче рабочей жидкости в цилиндр под давлением, поршень сдвигается и сжимает диски. Автоматическое включение и выключение сцеплений обеспечивает сложная гидравлическая система управления с электронной «надстройкой».

2.2 Задняя передача.

На ведомом валу рядом с ведомой шестерней 4-й передачи находится шестерня заднего хода (ведомая), она через реверсную шестерню соединена с ведущей шестерней заднего хода объединённой с ведущей шестерней 4-й передачи. Ведомая шестерня 4-й передачи и шестерня заднего хода не закреплены на ведомом валу, но между ними находится прямозубая втулка жёстко зафиксированная на валу, а на ней кольцевая прямозубая муфта. При перемещении муфты в сторону шестерни 4-й передачи, муфта сцепляет последнюю со втулкой и тем самым фиксирует её на ведомом валу — теперь при включении сцепления 4-й передачи включается 4-я передача. При перемещении муфты в сторону шестерни задней передачи, на валу фиксируется шестерня задней передачи. Теперь при включении сцепления 4-й передачи крутящий момент будет передаваться от ведущего вала через сцепление 4-й передачи на объединённые ведущие шестерни 4-й и задней передач, далее через реверсную шестерню (за счёт которой изменяется направление вращения) на ведомую шестерню заднего хода и далее на ведомый вал. Ведомая шестерня 4-й передачи при этом свободно вращается на ведомом валу. Т.е. задняя передача реализована на сцеплении 4-й передачи! Переключающая муфта перемещается при помощи вилки с гидравлическим поршневым приводом. В положениях селектора «P» и «R» включена реверсивная шестерня, в остальных положениях включена прямая шестерня 4-й передачи. Этим объясняется щелчок, часто издаваемый коробкой при включении режима «D» («D4») после режима «R», и включении «R» после того как осуществлялось движение вперёд.

 

2.3 Особенности первой передачи.

Выше было сказано, что во время движения включено одно из сцеплений, остальные — выключены. На Хондах более поздних поколений так и есть, но у описываемых АКПП есть исключение. Это исключение — первая передача. Ведомая шестерня первой передачи объединена с однонаправленной (обгонной) муфтой, которая передаёт вращение от ведомой шестерни на вторичный вал, и свободно прокручивается, если вторичный вал начинает вращаться быстрее первичного. Наличие этой муфты позволяет держать сцепление первой передачи включённым даже при переключении на высшие передачи. Т.е. переключение на 2-ю передачу осуществляется путём включения сцепления 2-й передачи, которая начинает обгонять 1-ю передачу, оставшуюся включённой. Для чего это сделано? Достоверно не знаю, но предполагаю, что хондовские инженеры таким образом упростили задачу по синхронизации переключения с 1-й передачи на 2-ю, что бы сделать его наиболее комфортным (на высших передачах переключения меньше заметны). Очевиден недостаток такой схемы: при движении только на первой передаче связь двигателя с трансмиссией будет односторонняя, торможение двигателем будет невозможно. Для устранения этого недостатка конструкторы добавили в коробку дополнительный вал с дополнительной (удерживающей) 1-й передачей со своим сцеплением, которая включается параллельно с 1-й передачей и только в положении селектора «1». Таким образом в режиме «1» дополнительная 1-я передача обеспечивает непрерывную связь двигателя и трансмиссии, кроме того дополнительная 1-я передача усиливает основную 1-ю передачу, что может быть нелишним при движении по бездорожью или буксировке. На некоторых сериях АКПП (такую я видел на модели CIVIC с правым рулём) дополнительная 1-я передача отсутствует.

2.4 Режим «P» — паркинг.

Т.к. при неработающем двигателе ни одна передача не может быть включена, да и в гидротрансформаторе отсутствует жёсткая связь с двигателем, обязательным атрибутом любой АКПП является принудительная блокировка трансмиссии — режим «паркинг».
На вторичном валу вместе с обгонной муфтой 1-й передачи жёстко закреплено зубчатое колесо блокировки. Рядом на отдельной оси находится подпружиненный рычаг с зубом, пружина стремится отвести рычаг от колеса. На оси селектора режимов находится кулачок, который при повороте нажимает на рычаг. Кулачок двойной — внешняя часть кулачка не жёстко соединена с осью, а через пружину. Работает это всё так: при перемещении ручки селектора в положение «P» трос привода через рычаг поворачивает ось селектора внутри коробки. Ось поворачиваясь в крайнее положение поворачивает кулачок, который нажимает на рычаг и прижимает его зуб к колесу. Если зуб при этом попадает в вырез на колесе, кулачок защёлкивается на выступе рычага — вторичный вал заблокирован. Если зуб не попадает в вырез, то рычаг не перемещается до упора и кулачок остаётся не защёлкнутым, но пружина кулачка продолжает давить на рычаг. При скатывании автомобиля трансмиссия поворачивается, поворачивается и вторичный вал до совмещения зуба блокировочного рычага с вырезом, рычаг доходит до конца, кулачок доворачивается и защёлкивается — вторичный вал вновь заблокирован. При снятии с «паркигна» происходит обратное: ось селектора поворачивается из крайнего положения, поворачивает кулачок, он освобождает рычаг, который под действием своей пружины выходит из зацепления с блокировочным колесом.

2.5 Система смазки.

И ещё одна важная вещь, о которой нужно знать: система смазки. Что при движении происходит с пакетами дисков в выключенных сцеплениях? То же самое, что и при движении на нейтрали: чередующиеся диски вращаются относительно друг друга, в каждом пакете со своей скоростью. С учётом того, что между соседними дисками зазор составляет менее 0,1 мм, трение между ними неизбежно. Что бы из-за трения диски не изнашивались во время холостого вращения, в пакеты дисков принудительно под давлением подаётся ATF для смазки — диски как бы павают в жидкости. Смазка подаётся через каналы в валах непрерывно, пока работает двигатель и насос качает. Если подачи ATF в пакеты не будет, диски очень быстро придут в негодность (подтверждено на практике). По этой причине буксировка автомобиля с АКПП допустима только с заведённым двигателем!

в начало

3. Гидравлическая система.

На рисунке представлена схема гидравлической системы управления АКПП при положении селектора в режиме «N».

В полном размере схемы можно посмотреть по ссылкам:
Схема гидравлической системы АКПП типов M4TA, SDMA, MDMA в режиме «P»
Схема гидравлической системы АКПП типов M4TA, SDMA, MDMA в режиме «R»
Схема гидравлической системы АКПП типов M4TA, SDMA, MDMA в режиме «N»
Схема гидравлической системы АКПП типов M4TA, SDMA, MDMA в режиме «D» 1-я передача
Схема гидравлической системы АКПП типов M4TA, SDMA, MDMA в режиме «D» 2-я передача
Схема гидравлической системы АКПП типов M4TA, SDMA, MDMA в режиме «D» 3-я передача
Схема гидравлической системы АКПП типов M4TA, SDMA, MDMA в режиме «D» 4-я передача
Схема гидравлической системы АКПП типов M4TA, SDMA, MDMA в режиме «2»
Схема гидравлической системы АКПП типов M4TA, SDMA, MDMA в режиме «1»

Сердце системы — насос «ATF pump». Конструктивно это обычный шестерёнчатый масляный насос, приводится от корпуса гидротрансформатора т.е. напрямую от двигателя. Насос засасывает ATF через маслозаборник, который является и фильтром.

 

 

После насоса в магистрали стоит регулятор давления. Он выполняет две функции: устраняет зависимость выходного давления насоса от оборотов двигателя, поддерживает рабочее давление в заданных рамках, и автоматически поднимает рабочее давление при увеличении нагрузки на трансмиссию (резкое ускорение, буксирование и т.д.).
При описании гидротрансформатора упоминалось, что статор условно соединён с корпусом АКПП, на самом деле через втулку он соединён с рычагом-коромыслом, которое давит на подпружиненный золотник клапана регулятора давления. Чем больше разница скоростей насосной и ведомой крыльчаток, тем сильнее давление потоков жидкости на статор и тем сильнее коромысло нажимает на золотник. Золотник нажимает на пружины клапана регулятора давления и тем самым смещает его в сторону увеличения давления.

 

После запуска двигателя ATF находится в постоянном движении. Основной потребитель — гидротрансформатор, т.к. для него ATF — это «рабочее тело» непосредственно передающее крутящий момент. В процессе работы «тело» разогревается, поэтому возникает необходимость отвода излишнего тепла из ATF. Таким образом, во время работы двигателя ATF непрерывно циркулирует по следующему пути: картер — маслозаборник/фильтр — насос — регулятор давления — гидротрансформатор — радиатор(теплообменник) — картер.
*На использовании этой циркуляции основан метод полной замены ATF. Путь жидкости разрывается перед возвратом в картер. Заводится двигатель. В картере АКПП при этом предварительно залита свежая ATF, а старая сливается в постороннюю ёмкость. Процесс может быть автоматизирован при помощи специальной установки.

Управляющая гидравлическая система выполняет следующие задачи:
— включение нужной передачи путём подачи жидкости в рабочий цилиндр сцепления;
— управление скоростью нарастания давления в цилиндре в зависимости от скорости движения автомобиля;
— синхронизация включения следующей передачи с моментом выключения предыдущей передачи;
— управление подачей жидкости в гидротрансформатор для управления блокировкой;
— управление вилкой переключения задней и 4-й передачи.

Основу гидравлической системы составляют переключающие и регулирующие плунжеры. Переключающие плунжеры перемещаются под действием давления жидкости с одного и/или с двух торцов плунжера. Перемещаясь из одного положения в другое, плунжер открывает или закрывает каналы. На одном плунжере может быть несколько нормально открытых и/или нормально закрытых каналов. Регулирующие плунжеры могут менять проходное сечение каналов в зависимости от давления с одной стороны или разницы давлений с двух сторон плунжера. Т.к. жидкости несжимаемы, во избежание гидроудара и разрушения деталей системы в неё добавлены гидроаккумуляторы — цилиндры с подпружиненым поршнем. Гидроаккумуляторы включены в каналы подачи давления в цилиндры сцеплений. Полость обратной стороны гидроаккумулятора может заполняться жидкостью и давление в ней может регулироваться, что позволяет управлять ёмкостью гидроаккумулятора и временем нарастания давления в цилиндре. Ещё в системе есть шариковые односторонние клапаны и жиклёры. Для электронщиков всё это напомнит электрическую схему: шариковые клапаны — диоды, жиклёры — резисторы, гидроаккумуляторы — конденсаторы, плунжеры – транзисторные ключи, логические элементы «И» «ИЛИ» «НЕ», компараторы и т.д.

Питание гидросистемы осуществляется из точки после регулятора давления «Regulator valve».

Это контур рабочего давления «Line pressure». Помимо контура рабочего давления в системе существуют ещё два контура пониженного давления: контур управляющего давления «modulator pressure» и контур линейного (изменяющегося) давления «linear pressure».
Контур управляющего давления образован вторым регулятором давления «modulator valve«, и предназначен для управления положениями плунжеров.
В этом контуре находятся два электрических клапана управления переключением (shift control solenoid valve A, B) и два электрических клапана управления блокировкой гидротрансформатора (lock-up control solenoid valve A, B).
Работу электрических клапанов можно пояснить на таком примере:
Красным цветом показана магистраль управляющего давления. Магистраль раздваивается на две части. После раздвоения в каждой из двух магистралей стоит жиклёр, который ограничивает поток жидкости. Одна магистраль «давит» на плунжер справа, другая слева. В каждой из сторон стоит клапан, который закрывает выход из магистрали в картер.

Если клапан «а» открыт, а клапан «б» закрыт, то жидкость из магистрали клапана «а» сливается в картер и в этой магистрали после жиклёра давление будет ниже, чем в магистрали клапана «б», которой закрыт. Соответственно плунжер сместится влево и откроет канал «1».

Если клапан «а» закрыт, а клапан «б» открыт, то всё происходит наоборот: плунжер смещается вправо, закрывает канал «1» и открывает канал «2»… В реальности каждый плунжер ещё имеет пружину, которая определяет его положение при одинаковом давлении с двух сторон.

Контур линейного давления («linear pressure«) образован электромагнитным клапаном управления давлением (линейным соленоидом – «linear solenoid«. На вход клапана подаётся управляющее давление «modulator pressure«, а давление на выходе изменяется по командам PCM. Эта магистраль участвует в работе регулирующих плунжеров и предназначена для управления давлением в цилиндрах сцеплений во время переключения передач.

Назначение остальных элементов:
«Manual valve» — это шток селектора режимов, управляемый непосредственно от оси селектора через рычаг. Он стоит в «начале» всей гидросистемы после регулятора давления и распределяет направления потоков жидкости в зависимости от выбранного режима АКПП.
«1-2 Shift valve«, «2-3 Shift valve» и «3-4 Shift valve» – плунжеры переключений. Они меняют своё положение в зависимости от состояния электромагнитных клапанов переключения и обеспечивают подключение нужного цилиндра сцепления к контуру рабочего давления.
«Servo valve» – исполнительный сервопривод вилки переключения зубчатых пар задней и 4-й передачи. В штоке организован канал подачи жидкости для включения сцепления 4-й передачи в режиме заднего хода, канал этот остаётся закрытым пока поршень не переместится в положение «заднего хода». Таким образом организована защита от включения сцепления до переключения зубчатых пар при включении задней передачи. В положениях селектора «P» и «R» вилка переключения находится в положении «реверс». В положениях селектора «D»,»D3″,»2″,»1″ вилка находится в положении прямой передачи. В положении селектора «N» давление с привода вилки снимается и она остаётся в том положении, в котором была до этого. Для управления поршнем используется плунжер управления сервоприводом «Servo control valve«. Тут нужно ещё упомянуть об одной «защите от дурака». Подача давления на сервопривод для включения задней передачи осуществляется через «1-2 Shift valve», положение которого управляется электромагнитными клапанами переключения. Если при движении вперёд на скорости более 6 миль/ч (10 км/ч) включить селектор в положение «R», PCM включает обратную комбинацию shift control solenoid valve и переключение вилки на задний ход не происходит.
«Lock up shift valve«, «lock up control valve» «lock up timing valve» – плунжеры управления блокировкой гидротрансформатора, о ней будет рассказано ниже.
«2-nd orifice control valve» и «3-4 orifice control valve» – плунжеры сброса давления с цилиндров сцеплений при переключениях передач. Они отрывают канал для сброса давления с того цилиндра, который выключается.
«CPB valve» – этот плунжер управляется линейным соленоидом. Он синхронизирует момент выключения сцепления предыдущей передачи с началом включения сцепления следующей передачи.
«CPC valve» – о нём стоит рассказать поподробнее. Этот плунжер работает как регулятор давления в момент включения передачи. С одной стороны у него выходное давление, а с другой пружина и давление линейного соленоида. Он обеспечивает плавное включение сцепления, причём скорость нарастания давления в исполнительном цилиндре регулируется линейным соленоидом по сигналу управления от PCM. В конце включения передачи плунжер полностью открывается. Чем он заслуживает особого внимания? Во первых это единственный плунжер, пружина которого настраивается. Настраивается она на заводе и руководство по ремонту предписывает его не трогать. Во вторых эта пружинка – частая проблема АКПП данного типа выпущенных до 98 года включительно (М4ТА, SDMA) на многих машинах она ломалась и тогда возникали толчки, удары или пробуксовки при переключениях. В АКПП выпущенных с 99 года (MDMA) параметры этой пружинки изменили (увеличили толщину проволоки, длину, количество витков и глубину посадочного отверстия в плунжере) и проблема больше не возникала.

в начало

4. Электрическая система.

4.1 Состав системы. Контроль исправности.

Конструктивно блок управления АКПП (PCM) объединён с блоком управления двигателем (ECM).
PCM анализирует сигналы датчиков и управляет гидравлической системой при помощи электромагнитных клапанов. Кроме того PCM осуществляет контроль исправности системы управления АКПП. При обнаружении неисправности на приборной панели автомобиля моргает индикатор «D» (или «D4») и в память записывается соответствующий код неисправности (DTC). О методах диагностики электрической части подробно можно прочитать в статье Диагностика электронных систем.

Датчик положения селектора представляет собой многопозиционный переключатель и находится непосредственно на коробке передач. В зависимости от положения штока селектора переключатель замыкает на «массу» один контактов приходящих к нему проводов. Если одновременно будут замкнуты два и более контакта или не замкнут ни один, то PCM воспринимает это событие как неисправность датчика положения селектора. Кроме того в датчике есть отдельная контактная группа для блокировки стартера, которая «разрешает» запуск двигателя только в положениях селектора «P» и «N».

Датчик положения ДЗ — это переменный резистор включённый по схеме потенциометра. Напряжение на выходе датчика зависит от угла поворота ДЗ. Ход ДЗ меньше чем рабочий ход датчика, поэтому если напряжение на входе от датчика равно нулю или напряжению питания датчика (обрыв или замыкание), то PCM фиксирует это как неисправность датчика.
Датчик температуры двигателя представляет собой терморезистор. Его неисправность определяется по выходу сопротивления за пределы возможных значений.
PCM и ECM (блок управления двигателем используют общие датчики положения ДЗ и температуры двигателя.

Датчики скорости первичного и вторичного валов — это датчики Холла установленные около зубцов одной из шестерён валов. Сигнал на выходе датчиков — синусоида, частота которой зависит от скорости вращения вала. Неисправность датчика скорости вала PCM различает только по отсутствию синусоиды, т.е. эти датчики анализируются только в движении!

Датчик скорости автомобиля — самостоятельное устройство, имеющее отдельное питание и формирующее импульсы отрицательной полярности, частота которых зависит от скорости вращения дифференциала. Когда автомобиль остановлен, на выходе датчика напряжение покоя — 5В. Если на входе от датчика скорости при включённом зажигании отсутствует напряжение или импульсы, то фиксируется неисправность датчика скорости.

Клапаны управления переключением «shift control solenoid valve A», «shift control solenoid valve B», и клапаны управления блокировкой гидротрансформатора «lock-up control solenoid valve A», «lock-up control solenoid valve B» управления представляет собой соленоид с подпружиненной иглой, которая закрывает выходное отверстие. При подаче напряжения на обмотку клапана игла открывает отверстие. Даже когда клапаны закрыты PCM поддерживает небольшое напряжение на обмотках клапанов и контролирует ток через них. Таким образом PCM способен обнаруживать обрыв или замыкание обмотки клапана и/или его проводки сразу после включения зажигания.
Линейный соленоид «linear solenoid» (по другому ещё называется электромагнитным клапаном управления давлением) в качестве исполнительного элемента имеет подпружиненный плунжер, который смещаясь изменяет проходное сечение управляемого канала. PCM изменяет напряжение на обмотке соленоида и контролирует силу тока в обмотке. Т.к. сила тока в обмотке пропорциональна силе сжатия пружины плунжера, по силе тока PCM определяет положение плунжера. Однако такой метод является косвенным и при механической неисправности соленоида PCM не способен обнаружить это. Поэтому PCM диагностирует только электрическую неисправность линейного соленоида — обрыв или замыкание.

Важно запомнить: в данном семействе АКПП PCM не способен обнаруживать механическую неисправность клапанов управления и вообще исправность гидравлической системы, т.е. если клапан заклинил — блок управления этого не «увидит». Единственный способ контроля неэлектрической части на исправность это оценка результата действия всего агрегата — т.е. определение разницы скоростей первичного и вторичного валов и вычисление по ним реального передаточного числа. Контроль исправности системы блокировки гидротрансформатора может быть произведён по скорости вращения первичного вала и скорости вращения коленчатого вала двигателя. Поэтому среди неисправностей обнаруживаемых PCM есть только две, относящихся к механической и гидравлической части:
Р0740 (40) — неисправность системы управления блокировкой ГТ. Это может быть как механическая неисправность клапанов, неполадки в гидравлической системе или в самом гидротрансформаторе.
Р0730 (41) — неисправность системы управления переключением передач. Это так же может быть вызвано механической неисправностью клапанов управления переключением, неполадками в гидравлической системе. Фактически это означает несоответствие реального передаточного числа тому, которое должно быть при включённой передаче.
При обнаружении данных неисправностей, индикатор «D» не моргает, а гаснет (!), одновременно с этим зажигается индикатор MIL (чек енжин). Продолжение движения с данными неисправностями чревато серьёзными последствиями для АКПП.

4.2 Управление переключением передач.

Из описания гидравлической системы мы помним, что подача жидкости в цилиндры сцеплений осуществляется плунжерами переключении, положение которых зависит состояния электромагнитных клапанов управления переключениями. PCM открывает и закрывает клапаны в соответствии с заложенным алгоритмом и в зависимости от комбинации включается нужная передача. Важно понимать, что именно «мозг» даёт команду на включение той или иной передачи. Гидравлика не может это сделать самостоятельно. Если же такое происходит, то это существенная неисправность в гидравлической системе. Что будет если к примеру оба клапана переключений заклинили в закрытом положении? Смотрим таблицу: оба клапана ВЫКЛ – соответствует 4-й передаче. Значит при включении режима «D4» («D») будет постоянно включена 4-я передача, независимо от того, какую команду даёт PCM, причём последний не «увидит» этого, т.к. не способен диагностировать механическую неисправность клапана.

В режимах «D4» («D») «D3» («over drive off») PCM выбирает моменты переключений с текущей передачи на повышающую или понижающую по программе, выраженной следующими графиками:

График условий переключения на повышающие передачи

График условий переключения на понижающие передачи

Как видно из графиков момент переключения на повышающую передачу в первую очередь зависит от скорости. Однако в зависимости от степени открытия ДЗ, момент переключения на повышающую передачу отодвигается в сторону более высоких скоростей. Т.е. чем сильнее нажимать на педаль газа, тем позднее происходят переключения на повышающие передачи.
Примерно такая же закономерность для переключения на понижающие передачи, только моменты переключений смещены в сторону более низких скоростей. Однако при бОльшем открытии ДЗ моменты переключений так же сдвигаются в сторону более высоких скоростей. Таким образом одна и та же скорость автомобиля при небольших углах открытия ДЗ удовлетворяет условиям переключения на повышающую передачу, но при повышении угла открытия ДЗ начинает удовлетворять условиям переключения на понижающую передачу. На этом основана работа так называемой системы «kick-down», хотя на самом деле такой системы в этих АКПП нет, это всего лишь алгоритм, заложенный в PCM.

в начало

5. Работа АКПП в различных режимах.

Теперь, когда все системы рассмотрены отдельно, можно представить как это всё работает в совокупности.

Режим «P». Шток селектора (manual valve) подаёт рабочее давление в канал управления задней передачей и каналы управления сервопривода вилки переключения задней передачи — вилка переключает 4-ю передачу в положение «реверс». Канал подачи давления в контур управления передачами «вперёд» закрыт. Клапаны управления переключением выключены (ВЫКЛ — ВЫКЛ), что в при данном положении селектора не соответствует ни одной из передач. Все сцепления выключены. Выходной вал заблокирован системой «паркинга».

Режим «R». Система паркинга разблокирует выходной вал. Шток селектора (manual valve) подключает цилиндр сцепления 4-й передачи к контуру управления задней передачей, подаёт рабочее давление в контур управления задней передачей и каналы управления сервопривода вилки переключения задней передачи — вилка переключает 4-ю передачу в положение «реверс». Клапан управления переключением А включён (ON), клапан В выключен (OFF). Рабочее давление подаётся в цилиндр сцепления 4-й передачи. Крутящий момент от первичного вала передаётся через включённое сцепление 4-й передачи и дополнительную шестерню заднего хода на вторичный вал. Осуществляется движение задним ходом.

Режим «N». Шток селектора (manual valve) закрывает каналы управления задней передачей, каналы управления передачами «вперёд» также закрыты. С сервопривода вилки переключения задней передачи давление отключено — вилка остаётся в положении занимаемом ей до переключения в режим «N» благодаря пружинному фиксатору на штоке вилки. Клапаны управления переключением выключены (OFF — OFF). Ни одно сцепление не включено. Коробка передач находится в нейтральном состоянии. Первичный вал вращается вместе с гидротрансформатором и коленчатым валом двигателя. Вторичный вал остановлен, если автомобиль стоит или вращается вместе с трансмиссией, если автомобиль катится.
Тут необходимо сделать небольшое отступление и акцентировать внимание на положении вилки переключения задней передачи: в режиме нейтрали она остаётся в том положении, которое занимала до включения этого режима. Т.е. переключение вилки в положение задней передачи происходит при включении режима «R» из режима «N» после «D», а переключение в положение 4-й передачи при включении режима «D» из режима «N» после «R». Таким образом можно многократно переводить селектор из положения «D» в «N» и обратно — переключения вилки при этом не будет. То же самое при включении режима «R» — можно многократно переключаться между режимами «N», «R» и «P», и переключения вилки не будет. Всё это вполне логично: зачем при включении нейтрали после движения вперёд переключать шестерёнки в положение заднего хода, если следующим действием вполне вероятно будет снова движение вперёд? Однако замечено, что многие водители даже при короткой остановке, например перед светофором, переключают селектор из положения «D» в положение «P», проходя при этом включение задней передачи, а потом совершают обратный «манёвр». Зачем? Конечно запас прочности у «железок» достаточно высок, да и задняя передача включиться за короткое всемя не успевает — гидравлика на холостом ходу не допускает резких включений, но всё равно ничего хорошего для АКПП эти действия не приносят.

Режим «D4″(«D») 1-я передача. Шток селектора (manual valve) открывает контур управления переключением передач, отсюда же исходит прямой канал включения первой передачи и канал управления сервоприводом вилки переключения задней передачи. Включается сцепление первой передачи и остаётся включённым всё время пока включены режимы движения вперёд. Поршень сервопривода вилки переключения задней передачи перемещается в положение «вперёд», ведомая шестерня задней передачи разъединяется, а ведомая шестерня 4-й передачи соединяется со вторичным валом. (Если предыдущее включение режима «N» осуществлялось из режима «D», то вилка уже находится в положении «вперёд). Клапаны управления переключением (shift control solenoid valve) включаются и выключаются принимают состояния соответствующие первой передаче. Начинается движение вперёд.

Режим «D4″(«D») 2-я передача. По мере увеличения скорости автомобиля PCM включает клапаны управления переключением в состояния, соответствующие 2-й передаче и снижает давление на выходе линейного соленоида. Плунжеры управления переключениями 1-2 и 2-3 подключают к магистрали рабочего давления цилиндр 2-й передачи. Давление в этой магистрали регулируется плунжером «CPC valve» который в свою очередь управляется давлением линейного соленоида. PCM увеличивает давление на выходе линейного соленоида, причём скорость увеличения этого давления зависит от скорости движения автомобиля, величины открытия ДЗ. Процесс заканчивается переключением плунжера «CPB valve», он «шунтирует» «CPC valve» обеспечивая подачу в цилиндр полного рабочего давления. Движение осуществляется на 2-й передаче, которая «обгоняет» 1-ю.

Режим «D4″(«D») 3-я передача. При дальнейшем увеличении скорости, когда наступают условия для переключения на 3-ю передачу, PCM включает клапаны управления переключением в состояния, соответствующие 3-й передаче и снижает давление на выходе линейного соленоида. Плунжер переключения 2-3 меняет своё положение, отключает цилиндр 2-й передачи от магистрали рабочего давления и переключает его на клапан сброса давленияи, а к магистрали рабочего давления подключается цилиндр 3-й передачи. Плунжер «CPB valve» возвращается в исходное состояние, сбрасывает давление с цилиндра 2-й передачи и снижает рабочее давление в канале, к которому подключился цилиндр 3-й передачи. Далее плунжер «CPC valve» увеличивает давление в этом канале, обеспечивая плавное включение 3-й передачи, после чего «шунтируется» плунжером «CPB valve». Переключение ср 2-й на 3-ю передачу произведено.

Режим «D4″(«D») 3-я передача. Переключение с 3-й на 4-ю передачу происходит аналогичным образом: по команде PCM клапаны переключений «А» и «В» принимают состояние 4-й передачи, плунжер переключения 3-4 меняет своё положение, переключает цилиндр 3-й передачи на контур сброса давления, а к рабочему давлению подключает цилиндр 4-й передачи. Плунжер «CPB valve» вновь занимает исходное положение синхронизируя сброс давления в цилиндре 3-й передачи и начало нарастания давления в цилиндре 4-й передачи. Плунжер CPC valve» управляет включением сцепления, после чего вновь «шунтируется» «CPB valve», который перемещается во «включённое» положение в конце процесса переключения.
Переключения с верхних на нижние передачи происходят аналогично.

Режим «D3» отличается от режима «D4″(«D») только тем, что алгоритмически запрещено включение 4-й передачи. При переключении из режима «D4» в «D3» шток «manual valve» перемещается, но не переключает никакие каналы. Изменяется только сигнал датчика положения селектора (до 98 г.в. включительно), после рестайлинга в 99 г. режим «D3» убрали и заменил его кнопкой «O/D off» на ручке селектора.

Режим «2». Состояние гидравлической системы отаётся таким же как и в режимах «D4» («D») и «D3». Клапаны управления переключением (shift control solenoid valve) включены (ON ON), что соответствует включению второй передачи. Осуществляется движение только на второй передаче.

Режим «1». Шток селектора (manual valve) в дополнение к каналам, открытым в режимах «D»(«D4″,»D3»), «2», открывает канал управления включением сцепления дополнительной первой передачи — включается дополнительная первая передача. Клапаны управления переключением находятся в состояниях, соответствующих включению первой передачи. Осуществляется движение на первой усиленной передаче.

в начало

6. Блокировка гидротрансформатора.

Конструкция механизма блокировки такова: к ведомой крыльчатке присоединён диск с фрикционным слоем, который может прижиматься к стенке корпуса гидротрансформатора.

Если жидкость подаётся в гидротрансформатор в полость между диском и стенкой, диск не соприкасается с корпусом и ведомая крыльчатка вращается за счёт гидропотоков. Если жидкость подводится со стороны крыльчаток, то диск прижимается к стенке корпуса и фиксирует ведомую крыльчатку относительно корпуса гидротрансформатора, обеспечивая жёсткую связь двигателя и трансмиссии. Блокировка применяется только в режимах «D4» («D») и «D3» («over drive off»), при равномерном движении, при движении на предельно низких оборотах двигателя и при торможении двигателем. Именно из-за неё иногда возникает ложное ощущение включения «пятой» передачи.

Блокировка может быть полной и частичной. Управление блокировкой осуществляет PCM посредством электромагнитных клапанов управления блокировкой гидротрансформатора (lock-up control solenoid vavle) и линейного соленоида. Частичная брокировка включается, когда не требуется полностью заблокировать ведомую крыльчатку, а только «подогнать» или «притормозить» её. Клапан «A» включает блокировку. Клапан «В» совместно с линейным соленоидом задаёт её интенсивность.

При разгоне, переключениях передач и прочих манёврах блокировка гидротрансформатора выключена. Электромагнитные клапаны управления блокировкой «А» и «В» выключены, состояние линейного соленоида в данной ситуации не имеет значения. Плунжер включения блокировкои «lock-up shift valve» находится в исходном положении и направляет жидкость в порт 94 гидротрансформатора, т.е. в полость между стенкой и диском блокировки. Этим же плунжером порты 90 и 91 подключены на «выход» — жидкость из них направляется в теплообменник радиатора и оттуда сливается в картер АКПП.

Если в движении приотпустить педаль газа так, что бы автомобиль двигался по инерции или же начинал сбавлять скорость, т.е. когда скорость вращения коленвала двигателя незначительно превышает или наоборот меньше скорости вращения первичного вала АКПП включается частичная блокировка гидротрансформатора. Электромагнитный клапан управления блокировкой «А» открыт, плунжер включения блокировки перемещается из исходного положения и переключает порты гидротрансформатора: на 91 подаётся жидкость, 90 и 94 становятся выходами. Порт 94 направляется на плунжер управления блокировкой «lock-up control valve», который управляет давлением в полости между диском блокировки и корпусом. Давление из полости между ведомой крыльчаткой и статором (порт 90) направляется на плунжер синхронизации блокировки «lock-up timing valve», он в закрытом состоянии (при низком давлении линейного соленоида) перенаправляет это давление на плунжер управления блокировкой и это давление становится управляющим. Электромагнитный клапан «В» совершает частые включения и выключения и это заставляет плунжер управления блокировкой «lock-up control valve» находиться в промежуточном положении, отклонение от которого зависит от величины давления из порта 90. Плунжер управления поддерживает давление в полости между диском блокировки и корпусом так, что бы диск не прижимался к корпусу полностью: если плунжер смещается влево (по схеме) то давление падает и диск прижимается, это вызывает рост давления на другом выходе (порт 90), которое смещает «lock-up control valve» и он поднимает давление на выходе возрастает и ототвигает диск от корпуса.

При равномерном движении по прямой, когда скорости вращения коленвала двигателя и первичного вала коробки передач сравниваются, включается полная блокировка.
Электромагнитный клапан управления блокировкой «А» открыт, плунжер включения блокировки как и в случаве частичной блокировки поддерживает порты гидротрансформатора: 91 как вход, 90 и 94 как выходы. Электромагнитный клапан блокировки «В» находится в постоянном положении ВКЛ, линейный соленоид поднимает давление. Выход через порт 90 направляется открытым плунжером «lock-up timing valve» в теплообменник радиатора. Плунжер управления блокировкой «lock-up control valve» открывает порт 94 «в картер», диск блокировки полкостью прижимается к корпусу.

 

в начало

7. Неисправности АКПП и методы их диагностики.

Для начала небольшое отступление… Я хочу что бы все понимали: АКПП — очень сложный ЗАКРЫТЫЙ агрегат, в котором сочетаются и электрические и гидравлические и механические процессы. Именно поэтому, несмотря на то, что мы знаем устройство АКПП и знаем как оно всё должно там внутри работать, мы не можем однозначно знать, что в данный момент там происходит на самом деле. Если в коробке что то происходит не так как надо, мы это можем увидеть только по внешним признакам, но мы не можем заглянуть внутрь работающей коробки. Разобрав агрегат и заглянув внутрь, мы сможем увидеть последствия неисправности, но можем так и не увидеть саму неисправность, т.к. неисправность может проявляться только в работе. И это основная сложность диагнострирования неисправностей АКПП.

7.1 «Аварийный режим».

В описаниях АКПП в Интернете часто упоминается, что при неисправности она переключается в некий «аварийный» режим, при котором постоянно по умолчанию включена не то 2-я не то 3-я передача (а где то я читал про 5-ю передачу) и это позволяет доехать до сервиса. Не буду утверждать за все Хонды, но с уверенностью могу сказать: в данных АКПП «Аварийного режима» не существует!
Во первых: включение передач осществляется за счёт давления жидкости и работы гидравлики в её состав включён насос, имеющий постоянный прямой привод от двигателя через корпус гидротрансформатора. Насос работает всё время пока работает двигатель. Если насос не даёт рабочего давления — ни одно из сцеплений не включится. Т.е. нет давления — «вечная нейтраль». И машина уже никуда не стронется с места.
Во вторых: как уже говорилось при описании электрической системы управления, в этом «семействе» хондовских АКПП, электрика способна диагностировать только саму себя, но даже обнаружив неисправность она только информирует водителя об этом и продолжает функционировать в обычном режиме. Т.е. при неисправности электрической части, АКПП продолжает «ехать» столько, сколько позволяет неисправность.

7.2 Методы диагностики АКПП

Для диагностики у нас есть всего три метода:

1) Самодиагностика электрической части (диагностика PCM).

Об этом уже довольно подробно говорилось выше, повторю главное: PCM способен 100%-но диагностировать только электрическую составляющую агрегата. При обнаружении неисправности на приборной панели начинает моргать индикатор «D». В этом случае необходимо произвести диагностику, подробно о которой можно узнать в статье Диагностика электрических систем. Механические неполадки могут обнаруживаться PCM только в виде несоответсвия скоростей первичного и вторичного валов или первичного вала с коленчатым валом двигателя (при блокировках ГТ). Обнаружение PCM неисправностей Р0740 (40) или Р0730 (41) — достаточное условие для паники и прекращеня дальнейшего движения своим ходом. Однако эти неисправности обнаруживаются только у последних выпусков Honda с данным семейством АКПП и не у всех моделей (например у CR-V первого поколения — только 99-01 г.в. для рынков Америки). Поэтому часто неисправность обнаруживается только тогда, когда уже водитель чувствует , что «с машиной что то не то».

2) Диагностика по совокупности внешних признаков.

Для сервисов производитель разработал таблицы симптомов неисправностей, в которых на каждую проблему даётся перечень возможных неисправностей. Далено не всегда эта таблица даёт внятные ответы на вопросы: «Что случилось?» и » Что делать?». Например: коробка «встала» — включаем любую передачу, жмём газ, двигатель ревёт, а машина стоит. Обратимся к сервис-мануалу, разделу симптомов неисправностей:
Симптом: Engine runs, but vehicle does not move in any gear (двигатель работает, но автомобиль не едет ни на одной передаче)
Возможные проблемы:
1 Low AFT (низкий уровень ATF)
2 ATF pump worn or binding (насос ATF изношен или заедает)
3 Regulator valve stuck or regulator valve spring worn (клапан регулятора давления заклинил или пружина клапана изношена)
5 Mainshaft worn/damaged (первичный вал изношен или повреждён)
6 Shift cable broken/out of adjustment (трос селектора повреждён или неотрегулирован)
7 Final gear worn/damaged (выходная (главная) передача изношена или повреждена)
35 Drive plate defective or transmission misassembled (фрикционные диски деформированы или неправилно собраны)
37 ATF strainer clogged (засорен фильтр ATF)

Ну и что? Уровень ATF проверили, трос селектора в порядке (это по индикатору режимов на приборной панели видно). Вам стало легче? Все остальные проблемы проверяются только при полной разборке аграгата.
Понимание процессов, происходящих внутри АКПП, на мой взгляд больше поспособствует поиску неисправности, чем заводская таблица. К тому же практика показала, что большинство неисправностей из этого перечня не происходят никогда, зато «железо» иногда подкидывало такие сюрпризы, о которых составители этаблицы видимо и не подозревали. Но на всякий случай иметь «на вооружении» этот метод надо.

3) Проверка давления.

Пожалуй это самый информативный способ оценить происходящее в АКПП.
На корпус выведены контрольные точки для подсоединения манометров. Точки закрыты пробками с резьбой М8х1,25 мм.

Для диагностики необходимы спец. иструменты 07406-0070300 и 07406-0020400.

 

 

 

Если есть знакомый токарь, то инструмент можно сделать самостоятельно: в магазине покупаем 4 манометра со шлангамм из маслостойкой резины, а у токаря заказываем штуцеры под шланг с резьбой М8х1.25 на конце.

 

 

Ещё нужен ассистент — помощник, который будет сидеть за рулём и по команде заводить мотор и щёлкать селектором, не забывая при этом нажимать педаль тормоза.

Самая простая проверка — проверка линейного (рабочего) давления. Для этого подсоениняем манометр к контролькой точке сверху. Заводим двигатель. Давление должно быть в пределах 780-880 кПа (8-9 кгс/см2) Руководсто предписывает проверку проводить при 2000 об/мин., но поверьте моему опыту: исправная АКПП будет держать давление и при оборотах холостого хода. «Усталая» коробка склонна на холостом ходу ронять давление примерно до 7 кгс/см2, но если поднять обороты двигателя хотя бы выше 1000 об/мин. давление быстро восстанавливается до нормы. Это свидетельствует о том, что в гидравлике уже намечаются проблемы — возможно засорен фильтр-маслозаборник (в этом случае недостаток давления наблюдается на холодном агрегате, в при прогреве давление восстанавливается) или в системе много паразитных утечек (тогда обычно недостаток давления наблюдается на горячем агрегате), хотя такая коробка может ещё проездить достаточно долго. Если же на холостом ходу линейное давление падает ниже 6 кгс/см2, то можно смело констатировать, что у АКПП серьёзные проблемы и капитальный ремонт не за горами. Затем пробуем включать разные режимы — линейное давление должно удерживаться в любых положениях селектора.

Для дальнейшей проверки колёса машины необходимо оторвать от земли, поэтому нужен подъёмник. Можно поднять переднюю часть автомобиля (опоры должны быть надёжными, ведь если машина соскочит с опоры — проверка может закончиться несчастным случаем), и у полноприводных моделей отсоединить от коробки передач карданный вал. Манометры подключаются к контрольным точкам 1-й, 2-й, 3-й и 4-й передач. Далее заводим двигатель и проверяем давления в сцеплениях передач в различных положениях селектора (небольшие скачки стрелок в момент переключения селектора не должны пугать):
«R» — манометр 4-й передачи должен показать рабочее давление, остальные — ноль.
«N» — на всех передачах давления не должно быть.
«D» «D4» «D3» — рабочее давление должно быть на 1-й передаче, на остальных — ноль. Если помимо 1-й передачи присутствует рабочее давление на какой либо другой передаче, то необходимо проверять электромагнитные клапаны управления переключением — электрическую неисправность должна показать самодиагностика, если электричести клапаны исправны, то возможно их заклинивание (клапаны нужно снять и проверить их отдельно). Если клапаны исправны, то возможно заклинивание плунжеров в гидравлической системе (это уже разбирать коробку). Присутствие в этом режиме небольшого давления (1-1.5 кгс/см2) на 4-й передаче свидетельствует об износе втулок в первичном валу — жидкость через одну из втулок интенсивно протекает из канала 1-й передачи в канал 4-й. Можно при этом удерживая тормоз слегка «газануть», если давление протечки подскакивает до 2-3 кгс/см2 — дело плохо, эта коробка долго не проездит.
«2» — рабочее давление должно быть на 1-й и 2-й передачах одновременно.
«1» — рабочее давление должно быть на 1-й передаче и 1-й дополнительной (если подключили манометр на эту точку).

Далее совершаем «пробную поездку» в различных режимах. Например включаем D, отпускаем тормоз и делаем плавный разгон до 4-й передачи, смотрим по манометрам: в какой последовательности включаются передачи, какие давления на пакетах соответствующих передач (не забываем при этом, что первая передача включена постоянно). Нарушение последовательности включения передач, чаще всего вызывается неисправностью электромагнитных клапанов переключения (напоминаю, что электрическая неисправность клапанов обнаруживается блоком управления (PCM), а механическую неисправность надо проверять вручную). Если клапаны исправны, то проблема в гидравлической системе (при этом я исхожу, что перед возникновением неисправности шальные руки не копались в электрике и не перепутали провода калапанов «А» и «В» местами).

Обращаем внимание на скорость нарастания давления на передачах при переключениях: обычно давление плавно поднимается примерно до 7-7.5 кгс/см2 затем скачком поднимается до рабочего (это включается плунжер «CPB»). Слишком медленное нарастание давления на какой либо передаче, когда давление поднимается до слишком низкого уровня (5-6 кгс/см2) перед скачком, свидетельствует об утечке в контуре данной передачи. При езде это может выражаться пробуксовками (кратковременными подскакиваниями оборотов двигателя) при переключениях передач.
Отдельно обращаем внимание на 4-ю передачу: если в режиме «R» в сцеплении 4-й передачи был недостаток давления, а при движении на 4-й передаче в режиме «D» давление в норме — это признак небольшой утечки в данном контуре (вообще в данном контуре при движении задним ходом давление часто немного меньше, чем при движении вперёд на 4-й, но если давление в режиме «R» существенно ниже (6 кгс/см2 и меньше), то такой автомобиль наверняка уже испытывает проблемы при движении задним ходом и скорый ремонт неизбежен).

7.3 «Куда пропадает давление» (лирическое отступление)

В такой сложной системе всё как в жизни — единство и борьба двух противоположностей, как Инь и Янь, как свет и тьма. 

Оппонент первый — насос. Насос работает в связке с регулятором давления. Регулятор (как и в большинстве гидравлических систем) работает по принципу органичения давления, т.е. при превышении заданного уровня клапан открывается и стравливает давление. Это я пишу, что бы было ясно следуюшее: для поддержания рабочего давления на требуемом уровне, производительность насоса должна быть выше номинальной либо на уровне номинальной, но не ниже. Номинальной производительностью можно считать производительность насоса при оборотах холостого хода двигателя.
Какие факторы влияют на производительность насоса?
— зазоры в шестернях насоса. Чем больше их износ, тем больше зазор и тем ниже производительность, т.к. часть жидкости просачивается из полости нагнетания обратно в полость всасывания, или через неплотности начинается подсос воздуха. * Из практики: все насосы на ремонтируемых мной коробках были в норме, зазоры в допусках. Поэтому этот фактор я бы признаю несущественным, но исключать его полностью нельзя.
— состояние фильтра-маслозаборника. Чем хуже проходимость сетки для ATF, тем хуже наполняется жидкостью полость всасывания насоса, и тем больше подсос воздуха через неплотности. Забитая сетка существенно снижает производительность насоса, а иногда сводит её до нуля.
— состояние ATF. Холодная ATF более густая, чем горячая. Поэтому холодная жидкость хуже протягивается через фильтр. С другой стороны горячая жидкость более текучая и в случае сильного износа деталей становится больше влияние утчек. Наиболее стабильно сохраняет вязкость новая ATF. Старая ATF cтановится более жидкой при нагреве из-за потери свойств присадок. Но из-за высокого содержания продуктов износа деталей агрегата, в холодном виде старая ATF гораздо гуще свежей.

Оппонент второй — гидросистема. Дело в том, что она герметична весьма условно. Большое количество каналов отлито в алюминиевых плитах, накрыто железными пластинами и стянуто болтами, стальные трубки вставлены в посадочные места без дополнительных уплотнений, валы имеют вращающиеся соединения, цилиндры сцеплений уплотнены резиновыми кольцами, а в их поршнях есть и вовсе предательская штука — отверстие закрытое центробежным клапаном. И всё это сочится, капает, подтекает… Спасают ситуацию две вещи:
— производительность насоса, она компенсирует все эти утечки;
— вязкость ATF, густая жидкость меньше просачивается через неплотность.

И теперь: на одну чашу весов кладём НАСОС (источник) с его производительностью. На другую чашу — ГИДРОСИСТЕМУ (потребитель) со всеми её утечками.
В новом агрегате всё в порядке: производительности насоса достаточно и для работы системы и для компенсации протечек даже с избытком — весы перевешены в сторону насоса.
Но со временем, с одной стороны фильтр постепенно забивается продуктами работы агрегата, а с другой стороны резинки «слегаются», теряют эластичность, втулки изнашиваются. Производительность падает, а утечки растут. Чем старее коробка, чем тяжелее были условия её эксплуатаци, что бы , чем хуже она обслуживалась… тем быстрее чаши весов стремятся к равновесию. И уже нужно совсем немного, что бы нарушить это равновесие. Это может быть поездка зимой на непрогретой коробке (а ATF в последний раз менялась… а уже и не помню когда). А может полуторачасовое толкание в пробке летом в жару (перегретая ATF становится жидкой как вода).
… и так пока чаша весов не перевесит на сторону гидросистемы. Тогда процесс развивается довольно стремительно: давления не хватает — пробуксовки — повышенный износ фрикционных дисков — продукты износа забивают фильтр — давление ещё ниже… далее по кругу… Всё… встала…

в начало

3.03.2013г.

Принцип действия АКПП

Из чего состоит автоматическая коробка передач

Автоматическая коробка переключения передач (АКПП) является важнейшим элементом трансмиссии современного автомобиля, главное предназначение которого – прием, передача, изменение крутящего момента, направления и скорости движения. Рассмотрим устройство и принцип работы коробки автомата.
Основные узлы АКПП:

  1. Гидротрансформатор – устройство, которое с помощью рабочей жидкости преобразует и передает крутящий момент от входного вала.
  2. Планетарный редуктор – главный механизм АКПП, который представляет собой несколько систем шестерней, каждая система состоит из «солнечной шестерни», сателлитов, планетарного водила и коронной шестерни. Редуктор получает крутящий момент от гидротрансформатора и изменяет его, в соответствии с условиями движения.
  3. Система гидравлического управления (гидроблок) – сложный механический комплекс, предназначенный для управления планетарной системой.
  4. Устройства переключения передач – пакеты фрикционов, тормозная лента.
АКПП в разрезе:

Рассмотрим перечисленные узлы более подробно.

1. Гидротрансформатор.

Гидротрансформатор выполняет функции сцепления и служит для передачи крутящего момента от двигателя на трансмиссию. Основной элемент гидротрансформатора – гидромуфта, представляет собой два лопастных колеса, расположенные друг перед другом на минимальном расстоянии. Одно колесо, соединенное с маховиком двигателя, получило название насосное колесо. Другое, турбинное колесо соединяется с помощью вала с планетарным механизмом.  Пространство между колесами заполнено рабочей жидкостью — трансмиссионным маслом. Под воздействием центробежной силы вязкая рабочая жидкость плавно вовлекает в движение турбинное колесо. Таким образом, между ведущим и ведомым валом нет жесткой связи, и как следствие – обеспечивается плавная передача вращения, без рывков и толчков.

Принцип работы гидромуфты:

По своей функциональности гидротрансформатор представляет собой гидромуфту, дополнительно оборудованную центральным лопастным колесом – реактором (статором). В начале движения реактор неподвижен, т.к его лопасти расположены под определенным углом, который расчитан так, чтобы удерживать отраженную от турбинного колеса рабочую жидкость.  Если реактор отсутствует, то отраженная от турбины жидкость будет тормозить насосное колесо. Когда обороты насоса и турбины выравниваются (точка сцепления), реактор также начинает вращаться с той же скоростью – гидротрансформатор переходит в режим гидромуфты, т.е не усиливая, а только передавая крутящий момент.

Принцип работы гидротрансформатора:

 2. 
Планетарный редуктор.

Планетарный редуктор состоит из следующих частей:

2.1. Планетарные элементы.

2.2. Муфты сцепления и тормоза.

2.3. Ленточные тормоза.

Планетарный элемент состоит из центрального узла – солнечной шестерни, вокруг которой расположены шестерни – сателлиты, которые устанавливаются на планетарное водило. С внешней стороны сателлиты сцеплены с коронной шестерней.

Планетарная передача:

 

Для переключения скорости в автомате с тремя передачами используется 2 планетарных ряда, а в АКПП с четырьмя передачами – 3 планетарных ряда.

Муфта сцепления состоит из чередующихся дисков и пластин, которые вращаются вместе с ведущим валом, а диски соединены с элементом планетарного ряда и приводятся в действие гидравлическим давлением.

Ленточный тормоз состоит из тормозной ленты и тормозного барабана. Один конец тормозной ленты жестко крепится к картеру АКПП, а второй соединен через рычажный механизм с поршнем гидропривода.

 

Принцип работы первой передачи:
  1. Солнечная шестерня приводится в движение гидротрансформатором.
  2. Сателлиты блокируются, вращение передается на коронную шестерню.
  3. Передаточное число: — 2.4:1.
  4. Т.к в коробке используется минимум 2 планетарных ряда, то первый ряд вращает второй, а со второго вращение передается на выходной вал.
Принцип работы второй передачи:

Вторая передача реализуется с помощью двух планетарных рядов.

  1. Солнечная шестерня первого планетарного ряда приводит в движение сателлиты и водило, а коронная шестерня блокируется тормозной лентой. Передаточное число первого планетарного ряда: 2.2 : 1.
  2. Водило с сателлитами первого планетарного ряда передает вщращение на второй планетарный ряд, в котором солнечная шестерня заблокирована. Коронная шестерня второго ряда является выходом.

Передаточное число первого планетарного ряда: 0.67:1.

Общее передаточное число второй передачи: 2.2 х 0.67 = 1.47:1.

 

 

 

 

 

 

 

Принцип работы третьей передачи:
  1. Блокируется коронная шестерня
  2. Блокируются сателлиты. Такая конфигурация приводит к вращению всей планетарной системы как единого целого и обеспечивает передаточное число 1:1.

 

 

 
Принцип работы четвертой передачи:

Эта передача с повышенной скоростью вращения, обеспечивает скорость выходного вала выше чем скорость входного.

Солнечная шестерня вращается свободно, коронная шестерня заблокированна тормозной лентой. Передаточное число: 0.67:1.

 

Принцип работы задней передачи:
  1. Солнечная шестерня второго планетарного ряда приводится в движение входным валом, а водило сателлитов удерживается тормозной лентой.
  2. Солнечная шестерня первого планетарного ряда получает вращение от второго, но имеет противоположное направление. Передаточное число: -2:1.

 

3. Гидравлическая система управления.

Гидравлическая система управления (ГСУ) АКПП предназначена для автоматического управления трансмиссией. Изначально гидросистема осуществляла все управляющие и контрольные функции в АКПП во время движения: формировала все необходимые давления, определяла моменты переключения и качество переключения передач и т.д. С появлением электронных блоков управления гидросистема «делегировала» большинство своих функций электронике, играя роль, скорее, исполнительной системы.

ГСУ представляет собой комплекс, состоящий из резервуара (поддона с магнитом для сбора металлической стружки – результат износа элементов автомата), масляного насоса, центробежного регулятора, системы клапанов, исполняющих устройств и масляных каналов (магистралей). Очень важно, чтобы в резервуаре (поддоне или картере трансмиссии) всегда находился строго определенный уровень масла. Масло в системе выполняет функцию смазки, охлаждения и является рабочей жидкостью для системы автоматического переключения передач. Поддон через канал для щупа имеет доступ к атмосферному воздуху, чтобы насос мог втягивать масло и передавать его в систему.  Масло проходит через фильтр и создает гидравлическое давление (рабочее давление), величина которого управляется регулятором давления. 

Регулятор давления это клапан золотникового типа с пружиной, которая, в зависимости от своей жесткости, задает величину давления.

Регулятор давления:

 

В начальный момент пружина устанавливает клапан в крайнее левое положение, происходит открытие входного отверстия и перекрытие выходного. Жидкость продолжает поступать, давление увеличивается до тех пор, пока не сдвигается пружина. Клапан сдвигается вправо, открывая выходное отверстие и давление начинает падать. Затем процесс повторяется снова. В некоторых регуляторах давления вместо пружины используется дроссельное давление, что позволяет на выходе клапана получать рабочее давление, зависящее от режима работы двигателя.

В гидросистемах с электронным блоком управления давление регулируется электромагнитными клапанами или соленоидами. Соленоид управляется электрическими сигналами, параметры которых меняются в зависимости от скорости движения автомобиля, угла открытия дроссельной заслонки и других характеристик. Как и механические клапана, соленоиды постоянно находятся в циклическом режиме «Вкл»-«Выкл».

В зависимости от назначения клапана бывают:

  1. Предохранительные, для защиты от высокого давления.
  2. Управляющие потоками жидкости в каналах.
  3. Одноходовые управляют потоком в одной магистрали.
  4. Двухходовые управляют потоком в двух магистралях.
  5. Клапан выбора режима связан с рычагом селектора режимов.
  6. Клапан переключения для управления переключением передач.

Большая часть клапанов гидравлической системы управления расположена в клапанной коробке, корпус которой обычно изготовлен из сплава алюминия. Насос всасывает масло из поддона, которое, пройдя регулятор давления, попадает в клапанную коробку, весь корпус которой состоит из каналов разнообразной формы (гидроплита).

Каналы гидроплиты:

В клапанной коробке происходит перераспределение потока жидкости к соответствующим сервоприводам (гидроцилиндрам и бустерам), с помощью которых происходит управление фрикционными муфтами и тормозами.

Гидроцилиндр – исполнительный механизм системы управления АКПП, который преобразует давление рабочей жидкости в механическую работу, Давление жидкости вызывает перемещение поршня, тем самым включая и выключая фрикционные элементы управления. Обычно, гидроцилиндр используется для включения ленточного тормоза, а для блокировочной муфты или для дискового тормоза применяется бустер.

Гидроцилиндр и бустер:

4. Фрикционные диски.

Фрикционы (фрикционные диски) выполняют функции сцепления передач в АКПП. Представляют собой тонкие кольца двух видов: подвижные мягкие (соединены с шестерней) и металлические (неподвижно соединены с корпусом редуктора). Кольца устанавливаются на планетарные редукторы. При выключенной передаче кольца свободно вращаются относительно друг друга. В тот момент, когда передача включается, через  систему управления на гидравлический цилиндр подается рабочая жидкость и фрикционные диски сжимаются, активируя нужную шестерню. Активировав или заблокировав ту или иную шестерню планетарного ряда, можно менять передаточное число механизма, и, как следствие — скорость вращения вала.

Для лучшего понимания работы АКПП рекомендуем к просмотру видео (3-D модель):

Для закрепления информации — посмотрите видео (2-D модель):

 

Сервисное обслуживание АКПП A4CF1

________________________________________________________________________________________

Сервисное обслуживание АКПП A4CF1 автомобиля Киа Рио

На некоторые модели легковых автомобилей Киа Рио с двигателем 1,4 или 1,6 л устанавливают четырехступенчатую автоматическую коробку переключения передач модификации A4CF1.

Рис.10. Автоматическая коробка передач A4CF1 автомобиля Киа Рио

1- муфта повышающей передачи; 2- муфта передачи заднего хода; 3- задняя планетарная передача; 4- тормоз II передачи; 5- передняя планетарная передача; 6- тормоз I передачи и передачи заднего хода; 7- обгонная муфта; 8- муфта понижающей передачи; 9- масляный насос; 10- гидротрансформатор; 11-
блокировочная муфта гидротрансформатора; 12- межколесный дифференциал; 13- ведомая шестерня; 14-вал шестерни промежуточной передачи.

Коробка автомат Киа Рио (рис.10) скомпонована по традиционной планетарной схеме с торможением фрикционами и соединена с коленчатым валом двигателя через гидротрансформатор.

Электронная система управления автоматической коробкой передач постоянно контролирует скорость автомобиля и нагрузку двигателя, исключает ошибки водителя, не позволяя ему включить более высокую передачу при малой скорости движения, чтобы избежать перегрузки двигателя, или понижающую передачу на слишком большой скорости, что исключает возможность превышения максимально допустимой частоты вращения коленчатого вала двигателя.

При снижении скорости автомобиля передачи автоматически переключаются на более низкие без участия водителя. В момент полной остановки автомобиля включается I передача.

АКПП A4CF1 автомобилей Киа Рио состоит из гидротрансформатора, насоса, планетарного редуктора, многодисковых муфт, многодисковых тормозов и блока клапанов.

Рис.11. Гидротрансформатор АКПП Kia Rio

1- ведущий диск; 2- картер гидротрансформатора; 3- турбина; 4- обгонная муфта; 5- реактор; 6- насосное колесо.

Гидротрансформатор (рис.11) выполняет функции сцепления и служит для плавного соединения двигателя и механизма коробки передач, увеличения крутящего момента при начале движения автомобиля.

Корпус гидротрансформатора соединен с коленчатым валом двигателя через ведущий диск и постоянно
вращается при работе двигателя. Внутренняя полость гидротрансформатора заполнена рабочей жидкостью для автоматических коробок передач.

Двигатель вращает гидротрансформатор и приводит в действие насосное колесо, которое создает потоки рабочей жидкости в направлении турбинного колеса. Последнее начинает вращаться за счет потоков рабочей жидкости, создаваемых насосным колесом.

При большой разности скоростей вращения турбинного и насосного колес реактор изменяет направление потока жидкости, увеличивая крутящий момент. По мере уменьшения разницы скоростей он становится ненужным и поэтому установлен на обгонной муфте.

Насос, расположенный в передней части картера коробки передач, создает давление и подает рабочую жидкость ко всем системам в коробке передач.

Рис.12. Планетарный редуктор коробки автомат Киа Рио системы Равинье

1- длинный сателлит; 2- водило; 3- малая солнечная шестерня; 4- большая солнечная шестерня; 5- короткий сателлит; 6- коронная шестерня.

Планетарный редуктор системы Равинье (рис.12) представляет собой зубчатую передачу с наружными и внутренними зацеплениями шестерен, которая обеспечивает различные способы соединения ее элементов для получения различных передаточных чисел.

Рис.13. Схема работы многодисковой муфты АКПП Киа Рио

А- многодисковая муфта включена; Б- многодисковая муфта выключена; 1- шариковый клапан; 2- уплотнительное кольцо; 3- поршень; 4- фрикционный диск; 5- фрикционный диск с накладками; 6- упорный диск; 7- ступица муфты; 8- упор пружины; 9- стопорное кольцо; 10- возвратная пружина.

Рис.14. Схема работы дискового тормоза коробки-автомат Киа Рио

А- тормоза включены; Б- тормоза выключены; 1- упорный диск; 2- фрикционные тормозные диски с накладками; 3- фрикционный диск; 4- возвратная пружина; 5- поршень; 6- картер коробки передач; 7- крышка картера коробки передач.

Принцип работы многодисковых муфт (рис.13) и дисковых тормозов (рис.14) очень сходен, разница заключается в том, что многодисковая муфта соединяет звенья коробки передач между собой, а дисковый тормоз – с картером коробки.

Рабочая жидкость, подаваемая к муфте, приводит в действие поршень, и происходит сжатие фрикционных дисков. Звенья, блокируемые муфтой, начинают вращаться за одно целое.

При отключении дисковых тормозов рабочая жидкость перестает подаваться в муфту и поршень под действием возвратной пружины возвращается в исходное положение.

Особенность конструкции многодисковой муфты АКПП A4CF1 автомобиля Киа Рио заключается в том, что она находится в постоянном вращении и под действием центробежной силы, действующей на рабочую жидкость, создается давление, которое не дает разблокироваться муфте. Дополнительно в муфте установлен шариковый клапан.

Он расположен как можно ближе к краю от центра муфты. При повышении давления рабочей жидкости в камере многодисковой муфты шариковый клапан закрывает сливное отверстие, а при снижении давления в камере шариковый клапан под действием центробежной силы открывает сливное отверстие и муфта
разблокируется.

Рис.15. Привод управления автоматической коробкой передач Kia Rio

1- рычаг переключения передач; 2- кулиса рычага переключения передач; 3- трос управления коробкой передач; 4- рычаг механизма переключения передач; 5- автоматическая коробка передач.

Привод управления АКПП Киа Рио (рис.15) тросовый, сконструирован по тому же принципу, что и привод управления механической коробкой, но отличается от него количеством и конструкцией деталей.

Селектор автоматической коробки передач установлен в том же месте на тоннеле пола, что и рычаг управления механической коробкой и соединен с блоком управления на коробке передач тросом.

Дифференциал автоматической коробки передач по конструкции полностью аналогичен дифференциалу механической коробки передач.

Снятие и установка коробки автомат Киа Рио

Работы по снятию АКПП Киа Рио:

— Установите автомобиль на подъемник.

— Снимите в сборе воздухоподводящий рукав и корпус воздушного фильтра.

— Снимите аккумуляторную батарею.

— Демонтируйте блок управления двигателем в сборе с кронштейном.

— Снимите полку крепления аккумулятора.

— Уберите защиту картера и брызговики двигателя.

— Снимите стартер.

— Отверните гайку крепления наконечника троса управления АКПП Киа Рио к рычагу переключателя диапазона передач на блоке управления коробкой передач.

— Извлеките наконечник оболочки троса управления автоматической коробкой передач из гнезда в кронштейне на корпусе коробки передач.

— Выверните четыре болта крепления защитного кожуха люка гидротрансформатора и снимите кожух.

— Снимите заглушку люка в картере гидротрансформатора.

— Аккуратно проворачивая ведущий диск за болт крепления шкива коленчатого вала, выверните шесть болтов крепления гидротрансформатора к диску.

— Выверните сливную пробку и слейте рабочую жидкость автоматической коробки передач.

— Сожмите пассатижами ушки хомута шланга системы охлаждения рабочей жидкости АКПП Киа Рио, сдвиньте хомут по шлангу и снимите шланг со штуцера. Аналогично отсоедините второй шланг системы охлаждения.

— Отсоедините колодки жгута проводов, расположенные сверху рядом с маслоизмерительным щупом.

— Отцепите колодку жгута проводов, расположенную сверху в задней части коробки передач.

— Отсоедините колодку жгута проводов, расположенную сверху в передней части КПП.

— Извлеките пластмассовые фиксаторы крепления жгута проводов из кронштейнов, расположенных на коробке передач сверху, спереди и справа.

— Разрежьте расположенный сверху хомут, соединяющий два жгута проводов.

— Выверните болт крепления провода «массы» и отсоедините провод от коробки автомат Киа Рио.

— Снимите заднюю опору подвески силового агрегата.

— Выверните пять болтов крепления и снимите кронштейн задней опоры подвески силового агрегата.

— Снимите приводы передних колес.

— Установите под двигатель надежную опору или вывесите его с помощью грузоподъемного механизма.

— Аналогичную опору установите под коробку передач.

— Выверните болты крепления левой опоры подвески силового агрегата к кронштейну на АКПП A4CF1.

— Выверните болты крепления коробки передач к двигателю: один сверху, два под дроссельным узлом, три спереди, два сзади и два снизу.

— Сдвиньте коробку передач назад и аккуратно снимите коробку передач с автомобиля.

— Установите коробку передач и все детали, и узлы в порядке, обратном снятию.

— Залейте рабочую жидкость в АКПП.

Замена троса управления автоматической коробкой передач Киа Рио

Операции по замене троса управления коробки-автомат Kia Rio:

— Снимите аккумуляторную батарею.

— Снимите полку крепления аккумуляторной батареи.

— Отверните гайку крепления наконечника троса управления коробкой передач к рычагу переключателя диапазонов передач на блоке управления коробки передач.

— Извлеките наконечник оболочки троса управления коробкой передач из гнезда кронштейна на корпусе коробки.

— В салоне автомобиля снимите облицовку тоннеля пола.

— Отсоедините наконечник троса привода управления автоматической коробкой передач Kia Rio от кулисы селектора.

— Отожмите пластмассовый фиксатор и извлеките наконечник оболочки троса управления коробкой передач из гнезда в корпусе кулисы селектора.

— Под панелью приборов отверните две гайки шпилек крепления кронштейна троса к щиту передка автомобиля и извлеките трос в салон, извлекая его наконечник через отверстие в щите передка.

— Установите трос управления автоматической коробкой передач и все снятые детали в порядке, обратном снятию.

Снятие и установка кулисы селектора управления коробки автомат Киа Рио

Работы по замене кулисы селектора АКПП Kia Rio:

— Отсоедините провод от клеммы «минус» аккумуляторной батареи.

— Снимите облицовку тоннеля поля.

— Отсоедините наконечник троса привода переключения АКПП от кулисы селектора.

— Отожмите пальцем пластмассовый фиксатор и извлеките наконечник оболочки троса управления коробкой из гнезда в корпусе кулисы селектора.

— Маркером пометьте положение наконечника троса блокировки рычага селектора АКПП.

— Отверните гайку крепления наконечника троса блокировки рычага селектора коробки автомат Киа Рио и отведите наконечник в сторону.

— Сожмите пассатижами фиксатор наконечника троса блокировки рычага селектора КПП и отсоедините трос от рычага кулисы.

— Сожмите пассатижами фиксатор жгута проводов и извлеките фиксатор из отверстия в кулисе селектора управления коробкой передач.

— Аналогично извлеките из отверстия кулисы селектора управления коробкой передач второй фиксатор жгута проводов.

— Нажмите на фиксатор колодки жгута проводов кулисы селектора управления коробкой передач и отсоедините колодку жгута проводов от вывода кулисы селектора.

— Подденьте отверткой фиксатор колодки жгута проводов и извлеките фиксатор из отверстия кулисы.

— Выверните четыре болта крепления кулисы селектора управления коробкой передач к основанию кузова.

— Снимите кулису селектора управления коробкой передач.

— Установите кулису селектора управления коробкой передач и все снятые детали в порядке, обратном снятию.

Регулировка привода управления автоматической коробкой передач Киа Рио

Регулировку привода управления АКПП Киа Рио проводить по следующей схеме:

— Снимите аккумуляторную батарею.

— Снимите полку крепления аккумуляторной батареи.

— Переведите рычаг селектора управления коробкой передач в положение «N».

— Ослабьте гайку крепления наконечника троса управления коробкой передач к рычагу переключателя диапазонов передач на блоке управления коробкой передач.

— Совместив отверстия на рычаге переключения передач и на блоке управления коробкой передач, зафиксируйте их (например, гвоздем) относительно друг друга.

— Отрегулируйте положение наконечника троса управления коробкой автомат Kia Rio так, чтобы наконечник без натяжения и изгибов находился в среднем положении.

— Затяните гайку крепления наконечника троса.

— Установите снятые детали в порядке, обратном снятию.

— Проверьте четкость включения режимов коробки передач во всех положениях селектора управления коробкой передач.

________________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

Принцип работы акпп при движении назад. Схема работы акпп – автоматической коробки передач. Что такое акпп и история ее создания

В России по поводу АКПП сложился ряд мифов. На самом деле принцип нормальной работы Автоматической Коробки Передач не сложен, зная его, можно без труда отказаться от множества предубеждений. Механизм этот надежен и проверен временем.

История автоматической коробки передач

Первая автоматическая коробка передач спроектирована была в 1939 году. Изобретатели автоматической коробки передач были инженеры General Motors в США. Oldsmobile Custom Cruiser стал первой машиной, на которой стояло подобное новшество. В том же году авто этой марки стали колесить по дорогам Америки. В 60 году в Штатах был принят стандарт переключения АКПП, так называемый P-R-N-D-L, он до сих пор успешно работает.

Устройство автоматической коробки передач

Устройство автоматической коробки передач выполняет функцию изменения показателей , в границах превышающих возможности движка. Также благодаря этому блоку машина может двигаться задним ходом.

Если взглянуть на работу автомата, как устроена сама коробка, то станет понятна суть: В АКПП принципосновывается на применении планетарного механизма, который функционирует благодаря наличию гидравлического блока, его работа напрямую зависит от переключения скорости движения машины.

Перемещение рычага в автоматической коробке передач дает возможность управлять приводным валом и гидротрансформатором, что позволяет авто находится в статичном положении, ехать с ускорением, двигаться назад.

Принцип работы

Работает Автоматическая Коробка благодаря трем функциональным блокам:

  1. Гидравлический блок;
  2. Электронный блок;
  3. Механический блок.

Последний узел контролирует передачи. «Гидравлика» курирует крутящий момент на колесах, а также генерирует передачу энергии на механическую часть.

Электроника АКПП руководит переключением различных режимов функционирования (так называемыйселектора переключения), также он способствует взаимодействию с системами авто.Элементы автоматической коробки являются, по сути, сердцем двигателя, без этого блока функционирование автомобиля невозможно.

Механизмы трансмиссии трансформируют крутящий момент от двигателя, что позволяет машине нормально двигаться. Одним из основных блоков АКПП, принимающих на себя главные нагрузки – это .

Гидромуфта работает по такому же принципу, передавая крутящий момент.

По конструктивному устройству – это колесо, на котором закреплены лопасти,

до определенного момента оно не функционирует. Из турбины масло поступает в насос и проходит через реактор, корректирующий крутящий импульс.

Реактор присутствует в блоке гидротрансформатора с тем, дабы корректировать крутящий импульс. Лопатки реактора АКПП обладают специальной конфигурацией, что позволяет жидкости динамично проходить по специальным проводящим канальцам и, попадая на насосное колесо, приводить его в движение.

АКПП состоит:

  • Гидротрансформатор — находится в АКПП и работает автономно. Его конструктивные особенности напоминают сцепление КПП.
  • Планетарный ряд – конструктивно похож на блок шестерен, трансформирует придаточное отношение во время движения.
  • , передние и задние фрикционы , реализуют переключение передач;
  • Блок управления состоит и насоса, клапанной коробки и сборника масла. Гидроблок – это устройство с клапанами () и плунжерами:
  • управляют двигателем;
  • трансформируют нагрузку движка;
  • уровень давления на акселератор;
  • динамику гидравлических сигналов

В АКПП Масляный насос отвечает за подачу жидкости в гидротрансформатор, отчего возникает необходимое давление в системе контроля. На насос поступает импульс только от функционирующего мотора, если машина не работает, то соответственно нет и рабочего давления.

Планетарный ряд это основной тип передачи в АКПП. Узлы фрикциона с помощью давления заставляют поршень двигаться, совершая движение с помощью конического диска, он вплотную прижимает ведомые, которые подходят к дискам пакета. Это дает возможность им вращаться и трансформировать крутящий импульс от барабана к втулке. Планетарные передачи в АКПП реализуют нужные передаточные отношения.

Нагрузка неизбежно увеличатся, колеса машины замедляют кругооборот, скорость падает. В АКПП турбина вращается медленнее, что оказывает воздействие на динамику жидкостей в самом «бублике». Это повышает циркуляцию, что повышает неизбежно вращательный импульс колеса турбины, продолжаться это будет, пока не возникнет равновесного состояния.

Подобный алгоритм работает в АКПП при старте машины с места.

Крутящий импульс перестает быть необходимым при достижении авто определенной скорости. Срабатывает автоматическая блокировка, гидротрансформатор становится звеном, которое крепко соединяет оба вала.

Преимущество работы подобного механизма в АКПП: не расходуется энергия на внутренние потери, что в свою очередь заметно повышает КПД. Это способствует заметной потери топлива, увеличению качества торможения.

Также меньшей нагрузке подвергается блок реактора, который совершает вращательные движения совместно с турбинными насосными колесами, что еще больше увеличивает КПД движка.

Гидротрансформатор преобразовывает крутящий импульс на 2 или 3 пункта, что, конечно же, мало для полноценного функционирования трансмиссии.

АКПП имеют преимущества в том, что при переключении поток мощности не прерывается, это происходит благодаря фрикционным муфтам, которые работают благодаря гидравлике.

Нажатие на акселератор и скорость движения авто позволяет в автоматическом режиме выбрать нужную передачу, которая диктует интенсивность разгона.

У водителя есть возможность выбрать различные варианты работы АКПП:

  • Спортивный;
  • Зимний;
  • Сложный участок дороги;

Еще один очень важный в АКПП блок – это насос, который обеспечивает поступление рабочей жидкости в гидроблок и гидротрансформатор, коробка охлаждается.

В качестве дополнения присутствует также в АКПП специальный радиатор, который охлаждает АКПП.

Если говорить про АКПП, то основное отличие в задне-приводных и передне-приводных авто заключаются втрансмиссиях, которые компонуются по-разному. Второй тип машин имеет более миниатюрную АКПП, в самом блоке присутствует дифференциал. Во всем остальном никаких принципиальных различий не наблюдается.

В Аварийный режим функционирования АКПП переходит из-за многих обстоятельств основные из них:

  1. Качество масла и его уровень в АКПП;
  2. Износ узлов АКПП;
  3. Нарушение работы фрикционов АКПП;
  4. Нарушение электрической проводки АКПП.

Причин может быть много, нередко лампочка переключается в арийный режим на приборной панели из-за поломки датчика.

Каждый автовладелец знает, что выбор трансмиссии является ключевым фактором, который влияет на динамические показатели автомобиля. Разработчики постоянно пытаются совершенствовать коробки передач, но большинство автолюбителей все же отдают предпочтение МКПП, так как, из-за сложившегося стереотипа, считают, что она более надежная и простая в использовании. Однако причина кроется в другом – большинство людей просто не знакомы с принципом работы автомата, поэтому и опасаются ее.

В сегодняшней статье мы попытаемся максимально подробно и доступно описать принцип работы автоматической трансмиссии.

Что такое АКПП?

АКПП – это основной элемент конструкции трансмиссии автомобиля, главной целью которой является изменение крутящего момента, а также изменения скорости движения. Различают три варианта автоматической трансмиссии:

  • Вариатор;
  • Гидроавтомат;
  • Роботизированная;

Что лучше – механика или автомат?

Как многие уже могли заметить, большинство российских автолюбителей отдают предпочтение МКПП. Одни эксперты считают, что это связано с менталитетом нации, другие – с установленными негативными стереотипами.

Другое дело американцы, 95% которых не представляют себе процесс вождения автомобиля, без наличия автоматической коробки. Но это совсем не удивляет, ведь АКПП была придумана американскими инженерами, которые хотели упростить жизнь водителей.

Такая же ситуация и в Европе. Если 15-20 лет назад все поголовно использовали механику, то уже сейчас она почти вытеснена из рынка.

В России также наблюдается рост популярности автомата, но, как утверждают эксперты и аналитики, россияне не умеют правильно использовать автоматическую коробку. Каждый день в автомастерские обращается масса автолюбителей с неисправностями, основной причиной которых как раз и является неправильная эксплуатация.

Как работает АКПП?

Для того, чтобы принцип работы автоматической трансмиссии стал более понятным, мы условно разобьем ее на три части: механическая, электронная и гидравлическая.

Начнем обсуждение, конечно же, с механической, так как именно данный элемент и переключает передачи.

Гидравлическая часть является неким посредником, который является связующим звеном.

И, наконец, электронная, которая считается мозгом трансмиссии, отвечающим за переключение режимов, а также обратную связь.

Все понимают, что сердцем автомобиля является мотор. Трансмиссия вовсе не претендует на эту роль, ведь ее смело можно называть мозгом автомобиля. Главной целью АКПП считается преобразование КМ мотора в силу, которая создает условия для движения ТС. Немаловажную роль в этом процессе выполняет гидротрансформатор и планетарные передачи.

Гидротрансформатор


По аналогии с МКПП, гидротрансформатор выполняет функции сцепления, а также регулирует КМ, с учетом частоты вращения и продуцируемой мощности двигателя.

Конструкция гидротрансформатора состоит из трех частей:

  • Центростремительная турбина;
  • Центробежный насос;
  • Направляющий аппарат-реактор;

За счет того, что турбина и насос максимально сближены друг с другом, рабочие жидкости находятся в постоянном движении. Именно благодаря этому удается добиться минимальных потерь энергии. К тому же, гидротрансформатор может похвастаться очень компактными размерами.

Стоит отметить, что коленвал напрямую связан с насосным колесом, а коробочный вал – с турбиной. Именно за счет этого, в гидротрансформаторе отсутствует жесткая связь между ведущими и ведомыми элементами. Рабочие жидкости передают энергию от мотора к трансмиссии, которая, в свою очередь, через лопатки насоса передает ее на лопасти турбины.

Гидромуфта


Если говорить о гидромуфте, то ее принцип работы очень похож – она также передает КМ, не влияя на его интенсивность.

Гидротрансформатор оснащен реактором в первую очередь для того, чтобы изменять КМ. По сути, это такое же колесо с лопатками, разве что жестче посаженное и менее маневренное. По нему масло возвращается из турбины в насос. Некоторые особенности имеют лопатки реактора, каналы которых постепенно сужаются. За счет этого скорость движения рабочих жидкостей существенно увеличивается.

Из чего состоит АКПП?


Гидротрансформатор – взаимодействует со сцеплением, и не контактирует с водителем.

Планетарный ряд – взаимодействует с шестернями в коробке, и при переключении передач изменяет конфигурацию трансмиссии.

Тормозная лента, задний и передний фрикцион – напрямую переключают передачи.

Устройство управления – это узел, который состоит из насоса, клапанной коробки и маслосборника.

Гидроблок – система клапанных каналов, которые контролируют и управляют нагрузкой двигателя.

Гидротрансформатор – предназначен для передачи крутящего момента от силового агрегата до элементов автоматической трансмиссии. Расположен он между коробкой и мотором, и таким образом выполняет функцию сцепления. Он наполнен рабочей жидкостью, которая улавливает и передает усилия двигателя в масляный насос, находящейся непосредственно в коробку.

Что касается масляного насоса, то он уже передает рабочую жидкость в гидротрансформатор, создавая, таким образом, наиболее оптимальное давление в системе. Поэтому, миф о том, что автомобиль с коробкой-автомат можно завести без стартера – чистая ложь.

Шестеренчатый насос получает энергию прямо от двигателя, из чего можно сделать вывод, что при выключенном моторе давление в системе полностью отсутствует, даже если рычаг переключения АКПП находиться не в начальном состоянии. Поэтому, принудительное вращение карданного вала не сможет завести двигатель.

Планетарный ряд – используется зачастую в автоматической трансмиссии, так как считается более современным и технологичным, нежели параллельный вал, используемый в механике.


Части фрикциона – поршень заставляет двигаться чрезмерное давление масла. Сам поршень очень плотно прижимает ведущие элементы к ведомым, заставляя их вращаться как единое целое, и передавать КМ ко втулке. Стоит отметить, что в АКПП находится сразу несколько таких планетарных механизмов.

Фрикционные диски передают КМ непосредственно колесам автомобиля.


Тормозная лента – используется для блокировки элементов планетарного механизма.

Гидроблок – один из наиболее сложных механизмов в АКПП, который называют «мозгами трансмиссии». Стоит отметить, что ремонт данного элемента очень дорогостоящий.

Виды АКПП

Перманентная гонка технического оснащения автомобилей, заставляет разработчиков придумывать все более изощренные технологии и конструкции, для того, чтобы обогнать конкурентов. Стоит отметить, что это положительно сказывается на развитии ходовой части ТС. Одним из наиболее важных открытий, стало изобретение автоматической коробки передач. Она сразу же начала пользоваться невероятно большим спросом, так как заметно упрощает процесс управления. К тому же она весьма простая в эксплуатации и надежная. Аналитики утверждают, что в скором будущем она полностью вытеснит из рынка МКПП.

На сегодняшний день коробка-автомат используется, как в легковых автомобилях, так и грузовиках, в независимости от типа привода.

Известно, что при управлении автомобилем с МКПП, приходится постоянно держать руку на переключателе передач, что значительно снижает концентрацию на дороге. Коробка-автомат практически лишена подобных недостатков.


Основные преимущества коробки-автомат:

  • Повышается эффективность управления;
  • Более плавный переход между передачами даже на высокой скорости;
  • Двигатель не перегружается;
  • Передачи можно переключать как вручную, так и в автоматическом режиме;

Современные АКПП, с точки зрение системы контроля и управления, можно разделить на два типа:

  • Трансмиссия с гидравлическим устройством;
  • Трансмиссия с электронным устройством, или так называемая роботизированная коробка;

Более понятным это должно стать после ознакомления с приведенным ниже примером:

«Представьте себе ситуацию, что автомобиль двигается по ровной дороге и постепенно приближается к крутому подъему. Если какое-то время просто со стороны наблюдать за этой ситуацией, то можно заметить, что после увеличения нагрузки, машина начинает терять скорость, и, следовательно, интенсивность вращения турбины также снижается. Это приводит к тому, что рабочая жидкость начинает противодействовать движению. В таком случае резко возрастает скорость циркуляции, что способствует увеличению КМ до того показателя, при котором возникнет равновесие в системе».

Такой же принцип работы и в момент начала движения автомобиля. Единственное отличие в том, что в данном случае еще задействуется и акселератор. Благодаря ему увеличивается интенсивность оборотов коленвала и насосного колеса, при том, что турбина остается неподвижной, что позволяет двигателю работать в холостом режиме. Стоит отметить, что КМ резко возрастает, и при достижении определенной отметки, гидротрансформатор начинает выполнять функции звена, которое соединяет воедино ведомый и ведущий элементы. Именно все эти моменты, позволяют во время движения значительно уменьшать уровень потребления горючего, и более эффективно проводить торможение двигателем в случае надобности.

Так для чего же тогда подключать АКПП к гидротрансформатору, если тот самостоятельно способен изменять интенсивность КМ?

Вот почему: коэффициент изменения крутящего момента с помощью гидротрансформатора обычно не превышает 2-3.5. Этого мало для полноценной работы автоматической коробки.

В отличие от механической, автоматическая коробка переключает скорости с помощью фрикционных муфт и ленточных тормозов. Система автоматически определяет нужную скорость с учетом скорости движения и усилия на педаль акселератора.

Помимо планетарного механизма и гидротрансформатора, АКПП включает в себя также насос, который смазывает коробку. Охлаждением масла занимается радиатор охлаждения.

Разница между коробкой-автомат у заднеприводных и переднеприводных ТС


Существует ряд отличий между компоновкой АКПП автомобилей с передним и задним приводом. Автоматическая трансмиссия переднеприводных автомобилей более компактная, и имеет отдельное отделение, которое называют – дифференциал.

Во всех других аспектах обе трансмиссии идентичны, как в конструктивном, так и функциональном плане.

Для эффективного выполнения всех функций, коробка автомат имеет следующие элементы: гидротрансформатор, узел контроля и механизм выбора режима движения.


Надеемся, что наша статья стала максимально полезной для вас, и помогла вам разобраться в принципах работы АКПП.

Видео

Появление автомобиля дало старт непрекращающейся гонке по совершенствованию всех систем и механизмов этого транспортного средства. От методов и материалов для кузова до высокотехнологичных способов управления. Карл Бенц придумал первое устройство, позволяющее в нескольких режимах передавать усилия двигателя ходовой системе.

Прогрессивная мысль нескольких поколений конструкторов и изобретателей довела это устройство до известной нам сегодня коробки передач. Но останавливаться на этом производители автомобилей не собирались, и уже в начале прошлого века начались попытки автоматизировать этот процесс. К 30-м годам XX века производители вплотную приблизились к решению задачи. Но ни технологически, ни экономически массовое производство наладить было невозможно, хотя удачные прообразы создать удалось.

Первым же серийным автомобилем с автоматической коробкой передач принято считать Buick Roadmaster, выпущенный в 1947 году . Первая модель имела всего две передачи, но уже через несколько лет была запущена в серию трехступенчатая АКПП принципиально не изменившаяся и до сегодняшнего дня, хотя современная трансмиссия стала на несколько порядков точнее и сложнее.

Как работает АКПП и ее виды

На машинах с автоматом отсутствует педаль сцепления, за исключением тех моделей, где предусмотрена возможность перехода на ручное управление. Эту важнейшую роль выполняет АКПП . Энергия двигателя посредством сложного механизма, о котором речь пойдет ниже, передается трансмиссии. Устройство системы спроектировано таким образом, что переключение режимов регулируется автоматикой. Как это происходит можно понять, разобравшись с алгоритмом работы и главными составляющими элементами АКПП:

  • гидротрансформатор . Представляет эволюцию муфты, разработанной еще в 1903 году. Место, где происходит передача крутящего момента от двигателя к выходному валу. Принцип прост. Насосная турбина, соединенная с двигателем разгоняет масло внутри корпуса, которое передает энергию на лопасти механизма коробки передач. Таким образом, нет жесткой механической связи между входным и выходным валами . При этом трансформации крутящего момента не происходит. Обеспечивает ее дополнительный элемент, называющийся ротором. Находится он между турбинами и особая конструкция лопастей придает дополнительный крутящий момент силовой установке. Усилие передается на механизм, непосредственно отвечающий за изменение передаточного числа;
  • планетарный редуктор . Главная деталь АКПП. Сложный механизм, собранный из центральной или солнечной шестерни, венца или большого центрального зубчатого колеса и набора сателлитов, закрепленных на детали, называющейся водило. Изменяя положение отдельных элементов АКПП по оси, формируется несколько комбинаций, предающих на выходе несколько скоростей вращения центрального вала. Количество вариантов и принято называть передачами . Прямой аналог с МКПП, но схема не нуждается в сцеплении, функцию которого выполняет гидромуфта. Подобная система нуждается в точном и сложном управлении. Обеспечить эффективное переключение столь сложного механизма в ручном режиме невозможно;
  • система управления . Возможны два типа устройств. Первый — это гидравлические механизмы. Сегодня этот тип применяется главным образом в бюджетных автомобилях. Машины среднего класса и выше оборудуются АКПП с электронным управлением. В первом случае датчики, реагируя на смену давления масла в системе, приводят в действие гидравлические толкатели. Они активируют сложную комбинацию муфт и тормозов, механически переключая передачи. Настроена система таким образом, что «перескочить» через передачу невозможно. Переключение возможно только последовательное. Электронная система управления эффективнее. Датчики собирают более полную информацию о работе АКПП. Это и температура жидкости, и скорости вращения каждой оси. Блок управления дает сигнал исполнительным устройствам. Алгоритм срабатывания сразу целой группы деталей находится под контролем электроники. Муфты, тормоза и электромагнитные клапаны, часто именуемые соленоидами, практически постоянно находятся в движении во время езды;
  • рычаг селектора . Это «ручка», находящаяся в салоне. Во всем мире принята общая для всех АКПП маркировка положений селектора. R — задний ход. N — нейтральная передача. D — основной положение селектора при движении, от старта до остановки. P — Парковка. S –спортивный режим . Некоторые производители элитных и представительских авто снабжают блок переключения дополнительными положениями. Например, Типтроник имеет возможность из автоматического режима перейти к механическому управлению КПП.

Рассматриваемая выше схема относится к классическому варианту. Принцип работы вариаторов и роботов другой. Существенна и разница в цене.

Хорошо отработанные технологии, большие объемы производства классической АКПП делают ее доступнее и вариатора, и роботизированной коробки, которые, впрочем, имеют некоторые преимущества.

Например, вариатор вообще не имеет ступеней переключения, а изменения передаточного числа осуществляется механизмом, напоминающим два конических шкива. Перемещающийся ремень одновременно изменяет входной и выходной диаметр валов, что без потерь мощности и рывков изменяет частоту вращения на выходе. Робот же является по сути качественной МКПП с эффективным электронным управлением. Любители механики всегда могут перейти на любимый ими режим.

Преимущества и недостатки

Достоинств у АКПП много. Управление механикой требует длительного обучения и постоянного внимания при вождении. Владельцев автомобилей с автоматикой эта проблема не касается. Большую часть времени в момент вождения коробка находится в одном положении — D, что означает движение или драйв. Но это не все бонусы. Преимущества заключаются и в следующем:

  1. Комфорт и концентрация внимания на дорожную обстановку, а не на приборы.
  2. Сохранение ресурса двигателя. Автомат не позволяет механике работать в критических режимах, что предотвращает износ основных деталей и расходных материалов.
  3. Безопасное вождение в сложных климатических условиях. Совместно с другими системами автомат не позволяет водителю допускать критические ошибки в управлении.

Однако не только плюсы отмечаются специалистами и простыми автовладельцами. Имеются и недостатки:

  1. Выше чем у МКПП потребление топлива. КПД автомата может быть до 12% ниже, чем у механики. Впрочем, это не относится к последнему поколению АКПП. Совершенствование технологий производства сегодня сводит эту разницу к минимуму.
  2. Динамика. Автоматический режим не позволяет работать системам автомобиля в экстремальных условиях, что лишает водителя полностью почувствовать всю мощь и возможности машины. Но для большинства городских жителей это не актуально. В повседневной жизни, где продвижение осложнено пробками переходами и светофорами автомат скорее благо, нежели недостаток.
  3. Стоимость автомобиля. Модели с автоматом стоят заметно дороже своих аналогов с МКПП.
  4. Невозможность буксировки. При поломке АКПП приходится вызывать эвакуатор. Возможность перемещения выключенной машины ограничено небольшим расстоянием на минимальной скорости, и то при опыте и знаниях как это сделать безопасно для механики автомобиля.
  5. Ремонт. Сложность конструкции и высокая цена запчастей и обслуживания, включающая в себя и большее количество расходных материалов заставляет раскошеливаться владельцев авто с АКПП.

Как правильно управлять машиной с коробкой автоматом

Сложностей при обучении и последующей эксплуатации никаких нет. В отличие от механики смотреть на стрелку тахометра или определять по звуку момент переключения не надо. Положения ручки автомата бывают следующие:

  • Парковка. Обозначается буквой P. В этом положении блокируемый выходной вал не дает автомобилю возможности двигаться. На ровном месте этого достаточно для сохранения устойчивости, но на наклонной поверхности рекомендуется воспользоваться ручным тормозом;
  • Позиция рукоятки N соответствует нейтральной передаче на МКПП. При выключенной системе управления машину можно перемещать;
  • Задний ход обозначается буквой R, что означает реверс. В этой позиции невозможно запустить двигатель, а при движении вперед резкий перевод селектора на задний ход наверняка выведет из строя коробку передач;
  • Основное положение маркируется на селекторе буквой D. Переключение всех передач вперед, от низшей к самой высокой, происходи в этом режиме.
  • Дополнительные положения. К ним относится режим Sport, отмечающийся как S. В этом режиме максимально используется мощность двигателя. Динамика разгона заметно выше у автомобилей с дополнительной опцией Kickdown. Для равномерного и экономичного движения возможна функция Overdrive. На некоторых моделях имеется отдельный переключатель в зимний режим. При поломке АКПП автоматика может заблокировать механизм на текущей передаче и перейти в аварийный режим.

Особенности эксплуатации автомобиля с АКПП

Порядок операций, необходимых для начала движения на большинстве машин с автоматом одинаков:

  1. Вставить ключ и повернуть его в режим зажигания.
  2. Нажать педаль тормоза.
  3. Перевести рукоятку селектора в нужное положение. Либо вперед, либо назад.
  4. Отпустить педаль тормоза.

Автомобиль начнет плавное движение в выбранном направлении, даже не нажимая на педаль, воспользовавшись которой можно ускорить динамику. Автомат в первую очередь реагирует именно на работу акселератора. Режим «Драйва» не переключают при кратковременных остановках, например, на светофоре . Используют лишь тормоз. Положение «Парковка» включают при более длительной остановке.

  • Нужно избегать бездорожья и неоднородного покрытия. Пробуксовку в идеале вообще надо стремиться избегать;
  • Необходимо дать системе прогреться. АКПП выйдет на заявленный уровень лишь при определенной температуре масла. Поэтому даже в летнее время лучше первые несколько минут движения избегать резких ускорений и больших скоростей;
  • Не стоит допускать перегруза. Автомат имеет более чувствительную механику, которая рассчитана на определенные нагрузки. Загружать чрезмерно салон или тянуть тяжелый прицеп настоятельно не рекомендуется;
  • Обратить нужно внимание и на документацию. Допускается ли буксировка для данного типа АКПП. Некоторые модели вообще не подлежат принудительному перемещению. Для некоторых видов установлены строгие ограничения по скорости и расстоянию.

Общемировой тренд сегодня — это конечно автомобили с АКПП. Характеристики по многим параметрам приблизились к высококвалифицированному вождению на механике. Удобства же неоспоримы и в дополнительной рекламе не нуждаются.

Двигатели внутреннего сгорания не способны обеспечить движение автомобиля в разных режимах без специальных устройств, изменяющих частоту вращения коленчатого вала. На части транспортных средств для этого используются автоматические коробки передач. Применение АКП позволяет сократить количество органов управления движением автомобиля и упростить его вождение.

Исторически сложилось так, что термин автоматическая коробка переключения (перемены) передач прочно закрепился только за одним видом устройств. Речь идет о получившем повсеместное распространение планетарном механизме с гидротрансформатором. Такое устройство можно назвать классическим.

В последнее время появилось довольно большое количество автомобилей с автоматизированным, а, точнее, роботизированным управлением механическими коробками передач. Общее устройство АКПП и принцип ее действия существенно отличается от указанных устройств.

С чисто технической точки зрения автоматической можно считать любую коробку передач, управление которой не требует вмешательства со стороны водителя.

Исключение составляют лишь вариаторы, в которых изменение числа оборотов происходит бесступенчато (фиксированные передачи отсутствуют), а потому плавно и без малейших рывков. Поэтому вариаторы нельзя относить к коробкам передач.

Для того чтобы окончательно разобраться с терминологией следует отметить, что у инженеров АКПП принято называть только планетарную часть агрегата. Именно в данном механизме и происходит изменение передаточного соотношения частоты вращения входного вала. В совокупности с гидротрансформатором данный механизм образует автоматическую передачу.

История создания

История появления коробки АКПП в ее классическом виде начинается на заре автомобилестроения. Три основных ее элемента были созданы и использовались в разных конструкциях автомобилей и лишь с появлением микропроцессоров были объединены в одном устройстве.

Первые двухступенчатые планетарные коробки использовались еще в двадцатые годы прошлого века на . Второй элемент – сервоприводы в системе управления работой коробки появились спустя десятилетие. Впервые полуавтоматические коробки стали применяться на автомобилях, выпущенных компаниями General Motors и Reo.

По-настоящему работоспособный автомат АКПП удалось сделать только с появлением гидромуфты, а позже и гидротрансформатора. Они использовались на легковых машинах американской компании Chrysler.

Объединение всех трех элементов и позволило инженерам решить все проблемы, связанные с автоматической передачей крутящего момента от двигателя на колеса транспортного средства.

Таким образом, технический прогресс и привел к появлению первых серийных автомобилей Buick, оснащенных двухступенчатой автоматической коробкой передач Dynaflow. Это уже был значительный шаг вперед, позволивший компенсировать значительные потери мощности на более ранних устройствах.

В последствии количество ступеней только возрастало, например, на Land Rover Evoque был установлен 9-диапазонный автомат.

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.

В настоящее время принят единый стандарт обозначения режимов работы АКП, позволяющий водителю не переучиваться при смене автомобилей разных производителей.

Принцип работы автоматической коробки передач (АКПП)

Существует несколько типов автоматических коробок перемены передач, работа каждой из них имеет ряд особенностей.

В общем виде принцип действия современной АКПП заключается в передаче крутящего момента от коленчатого вала двигателя на механизмы трансмиссии. При этом происходит изменение передаточного соотношения в зависимости от положения селектора и акселератора и условий движения автомобиля.

Рассмотрим принцип работы АКПП подробнее:

  • Двигатель раскручивает маховик, на котором жестко закреплена ведущая турбина. Она вызывает вихреобразное движение эксплуатационной жидкости в картере, что за счет вязкости и трения приводит в действие ведомую турбину. Отсутствие жесткой механической связи обеспечивает возможность вращения их с разной частотой. При больших оборотах гидротрансформатор блокируется для снижения потерь энергии.
  • Усилие передается на первичный вал АКП, где через систему шестеренок происходит изменение передаточного числа. Фрикционные муфты позволяют задействовать нужные секции для обеспечения оптимального режима работы двигателя. Для снижения ударных нагрузок и рывков в машине применяются обгонные муфты, которые имеют свойство проскальзывать на обратном ходе.
  • Управление работой фрикционов осуществляется при помощи гидравлической системы, состоящей из кольцевого исполнительного цилиндра. Гидропривод сжимает определенный пакет из фрикционов, которые приводят в действие соединенную с ними секцию из шестеренок.
  • Давление масла в системе обеспечивает специальным гидронасосом. Управление гидроприводами осуществляется при помощи золотников, перемещение которых в современных коробках обеспечивается соленоидами. В классической АКП они имеют гидравлический привод. В таком варианте управлении осуществляется непосредственно акселератором и центробежным регулятором давления.

Переключение передач в современных АКПП осуществляется при помощи селектора или кнопок, смонтированных на спице рулевого колеса. Водитель выбирает режим работы коробки, в электронном блоке управления активируется соответствующая программа. Соленоиды открывают нужные клапаны, и происходит передача крутящего момента от двигателя к трансмиссии автомобиля. По мере необходимости подключаются ступени с оптимальным передаточным числом.

Видео — устройство и работа автоматической коробки передач:

Одной из важнейших технических характеристик АКПП является время переключения передачи. Для автомобилей разных классов этот параметр имеет свои значения, при этом разница между ними может быть значительной.

Так для большинства массовых автомобилей время срабатывания находится в диапазоне от 130 до 150 мс. Суперкары могут похвастаться втрое меньшим показателем порядка 50 – 60 мс, у болидов он еще меньше – 25 мс.

Режимы

В настоящее время предусмотрен следующие стандартные :

  • P (parking) — режим парковки, силовой агрегат и трансмиссия разобщены, селектор заблокирован. Стояночный тормоз используется также как и на машинах с механической коробкой.
  • R (reverse) — режим заднего хода, селектор невозможно перевести в данное положение при движении автомобиля вперед.
  • N (Neutral) — на советских автомобилях обозначалась русской буквой «Н», режим предназначен для остановок на срок не более пяти минут или для буксировки на сравнительно небольшие расстояния.
  • D (Drive) — на отечественных машинах «Д» движение вперед, при этом в действие поочередно приводятся все ступени, за исключением повышающей секции.
  • L (Low) – принудительная понижающая передача предназначена для обеспечения движения автомобиля в тяжелых дорожных условиях и в пробках малым ходом.

Помимо вышеперечисленных существуют и дополнительные режимы АКПП:

  • O/D (overdrive) режим, в котором возможно включение ступени с передаточным числом менее единицы, предназначен для движения по шоссе с постоянной скоростью.
  • D3 либо O/D OFF предполагает задействование только пониженных передач без овердрайва позволяет избегать частых блокировок гидротрансформатора АКПП.
  • S (иная версия цифра 2) зимний режим для движения в тяжелых дорожных условиях на 1 и 2 передаче или на второй.
  • L (другой вариант цифра 1) другой диапазон, когда используется исключительно первая ступень для перемещения на стоянках, въезде в гараж и выезде из него.

Автоматическая коробка не во всех режимах поддерживает торможение двигателем, что нужно учитывать при эксплуатации автомобиля. Использование обгонной муфты позволяет движение автомобиля накатом.

В большинстве машин торможение двигателем возможно только при включении пониженного диапазона из положения P, переход во время движении невозможен.

Кнопочные системы управления расположенные на спице руля обычно вводят еще ряд дополнительных режимов АКП:

  • Power либо Sport обеспечивает лучшую динамику разгона автомобиля, с появление электронных контролеров может включаться резким нажатием на акселератор.
  • Snow либо Winter для избегания проскальзывания колес начало движения осуществляется со второй или даже третьей передач.
  • Shift lock или Shift lock release позволяет разблокировать селектор при выключенном силовом агрегате.

Спортивный режим, включаемый автоматически, еще называют Kickdown , в большинстве моделей его использование возможно только на овердрайве. Для исключения ошибок водителя при переключениях селектора его рычаг блокируется разными способами. Это может быть и специальная кнопка на рычаге и необходимость его утопления вниз для перевода из одного положения в другое.

В случае поломки механизмов трансмиссии или возникновения опасности для них АКПП переходит в аварийный режим, возникает вопрос — что это такое? На деле водитель при возникновении такой неисправности имеет возможность добраться до гаража или автосервиса своим ходом.

Плюсы и минусы

Как и всякое сложное устройство, АКП имеет ряд достоинств и недостатков. Каковы же плюсы и минусы у автоматической коробки передач?

Автоматическая коробка передач — это устройство, обеспечивающее выбор передаточного числа в соответствии с условиями дорожного покрытия, рельефа местности и скорости без непосредственного участия водителя. В автомобиле, оборудованном АКПП, акселератор (педаль газа) задает скорость, с которой движется автомобиль, а не определяет обороты двигателя – в этом заключается принцип работы АКПП.

История свидетельствует о том, что изобретена АКПП была где-то в тридцатых годах ХХ столетия. С самого появления такой трансмиссии принцип работы автоматической коробки передач практически не поменялся, но в зависимости от времени и тех или иных технических требований постоянно дополнялся. Благодаря таким дополнениям и появились АКПП, отличающиеся своими вариантами, моделями. У разных производителей они имеют и различные технические характеристики.

При отличительных характеристиках у всех АКПП остается один принцип работы. Это обуславливается тем, что они имеют практически одинаковое устройство, если не учитывать некоторые небольшие нюансы.

Устройство автоматической коробки передач

Устройсто АКПП

  • Основным является гидротрансформатор, который еще называют гидромуфтой – это механизм, расположенный между двигателем машины и корпусом коробки передач. Функциональной задачей гидромуфты является передача и перераспределение крутящего момента во время старта автомобиля;
  • Крутящий момент передается опосредованно с помощью планетарных редукторов;
  • За выбор той или иной передачи отвечают фрикционные муфты, часто их называют «пакетом»;
  • Одним из механизмов является обгонная муфта, которая в основном выполняет функцию снижения в «пакетах» ударов во время переключения передач. В некоторых случаях при работе АКПП обгонная муфта отключает торможение с помощью двигателя;
  • В устройство коробки также входят барабаны и соединительные валы;

Принцип, по которому работает АКПП

Для управления АКПП есть специальный набор так называемых золотников, направляющих масло под определенным давлением к находящимся во фрикционных муфтах и тормозных лентах поршням. Есть возможность задавать положение золотников в автоматическом или ручном режиме, с помощью рукоятки переключения передач.

Нужно также знать что автоматика, управляющая АКПП, может быть гидравлической и электронной. Гидравлической называется автоматика, использующая давление масла, получаемое от центробежного регулятора. В свою очередь, центробежный регулятор соединяется с валом АКПП, который расположен на выходе. Гидравлическая система рассчитана на использование давления масла в соответствии с положением акселератора. Автомату подается информация о положении, в котором находится педаль газа — это является командой для того, чтобы золотники переключались.

Схема АКПП

В электронной системе управления присутствуют соленоиды, отвечающие за перемещение золотников. С блоком управления АКПП соленоиды соединены кабелями, возможны также варианты их соединения с управлением системы зажигания и впрыска топлива. В этом случае перемещением соленоидов управляет электронный блок управления. Блок управляет соленоидами также в зависимости от положения рукоятки переключения передач, скорости, на которой движется автомобиль и положения акселератора.

Особенности использования АКПП

Для того чтобы избежать различных поломок и неприятностей нужно знать как работает коробка автомат и как ею пользоваться. Автомобили, оборудованные автоматом, являются очень практичными и удобными транспортными средствами. Даже, несмотря на то, что многие автолюбители скептически относятся к таким трансмиссиям, они являются очень популярными. Обычно все зависит от того, к чему человек привык. Если водитель любит динамику, скорость, то АКПП — вариант не для него. Рассмотрев устройство, технические характеристики и то, как работает АКПП, становится понятно, что она предназначена для людей, отдающих предпочтение более спокойной манере езды.

Гидротрансформатор выполняет функцию плавного подключения коробки к двигателю

В любом случае перед тем как начать осваивать автомобиль с автоматом нужно изучить все нюансы и правила пользования такой трансмиссией. Важно понять, что пренебрегая некоторыми особенностями, вы можете за достаточно короткий срок вывести АКПП из строя. Нужно также знать, что ремонт или замена всей автоматической коробки обойдется в круглую сумму.

Правила эксплуатации автоматом

Даже если вся трансмиссия управляется электроникой, от водителя требуется соблюдать определенные правила управления ею с помощью рукоятки селектора переключения передач:


Гидротрансформатор — Осмотр автомобиля

Автоматическая коробка передач

Описание

Блок гидротрансформатора может увеличивать крутящий момент двигателя. Рабочее колесо (иногда называемое насосом) имеет специально изогнутые лопатки и приводится в движение коленчатым валом двигателя. Турбина также имеет специально изогнутые лопатки и соединена с входным валом трансмиссии. Добавление третьего элемента, статора (также называемого реактором), придает сборке возможности, в честь которых она названа.

Статор имеет лопатки и установлен на односторонней муфте, что позволяет ему свободно вращаться только в одном направлении. Узел статора расположен между рабочим колесом и турбиной и перенаправляет масло, которое отскакивает от турбины. Сила перенаправленного масла помогает вращать турбину, что приводит к увеличению крутящего момента. Когда частота вращения крыльчатки высокая, а частота вращения турбины низкая, крутящий момент может быть увеличен до 2: 1. Когда частота вращения крыльчатки и частота вращения турбины примерно одинаковы, крутящий момент может передаваться почти 1: 1.Примерно с 1980 года автопроизводители пошли дальше гидротрансформатора, добавив функцию блокировки. Блокирующие преобразователи также содержат фрикционную муфту, которая блокирует рабочее колесо преобразователя с турбиной, как правило, на более высоких передачах. Масляный канал с электромагнитным управлением, управляемый модулем управления силовым приводом (PCM) автомобиля, блокирует и разблокирует преобразователь в зависимости от условий движения.

Назначение

Гидротрансформатор, соединенный с первичным валом трансмиссии / трансмиссии, соединяет, умножает и прерывает поток крутящего момента двигателя в трансмиссию.Гидротрансформатор передает крутящий момент на входной вал трансмиссии двумя разными способами: гидравлический и механический (только для гидротрансформаторов). Гидравлический вход поступает от турбины преобразователя крутящего момента, и величина входного крутящего момента может варьироваться в зависимости от условий эксплуатации преобразователя. Механический вход возникает, когда срабатывает функция блокировки преобразователя. Конечным результатом является лучшая экономия топлива, поскольку все проскальзывания гидротрансформатора устраняются при его блокировке.Гидротрансформатор также помогает сглаживать импульсы мощности двигателя, как и маховик на автомобиле с механической коробкой передач.

Советы / предложения по обслуживанию

Гидротрансформатор не требует регулярного обслуживания или регулировки, но можно заменить трансмиссионную жидкость в гидротрансформаторе путем слива (если он оборудован сливом) или с помощью машины для промывки и наполнения трансмиссии. Большая часть трансмиссионной жидкости остается в преобразователе, и поскольку преобразователь выделяет огромное количество тепла (враг трансмиссионной жидкости), есть веская причина для его замены, если это возможно.

Проблемы с гидротрансформатором

делятся на две категории:

  • проблемы в самом гидротрансформаторе, или
  • проблемы в муфте гидротрансформатора.
Если вы подозреваете, что проблема связана с преобразователем или коробкой передач, обратитесь к квалифицированному специалисту по трансмиссии. Учитывая сложность современных трансмиссий и гидротрансформаторов, нет места для догадок.

Технические рекомендации и выбор гидротрансформатора

Техника и выбор гидротрансформатора

Устройство и работа преобразователя

Очень упрощенно, гидротрансформатор (ТК) состоит из трех основных внутренних компонентов.Турбина, статор и рабочее колесо. Они находятся внутри корпуса, заполненного жидкостью для автоматической коробки передач. Коленчатый вал соединен с корпусом через гибкую пластину, а крыльчатка крепится к корпусу. Когда кривошип поворачивается, корпус и рабочее колесо вращаются и генерируют поток жидкости. Поток жидкости сначала направляется против турбины, которая соединена с входным валом трансмиссии. Сила потока жидкости заставляет турбину вращаться. Жидкость течет от турбины к статору (в середине преобразователя), который свободно вращается в одном направлении благодаря односторонней муфте.Статор (посередине между крыльчаткой и турбиной) играет роль в направлении жидкости, так что она эффективно взаимодействует с крыльчаткой и турбиной.

Особенностью ТС является то, что он увеличивает крутящий момент в 2–2,5 раза или даже больше, в зависимости от конструкции. Максимальное увеличение крутящего момента происходит в состоянии покоя, поскольку автомобиль только начинает движение. По мере увеличения скорости умножение крутящего момента уменьшается. Как только скорости крыльчатки и турбины приближаются друг к другу, умножение крутящего момента уменьшается практически до нуля.ТС без блокировки поглощает ~ 2-7% общей мощности двигателя из-за «проскальзывания», которое существует между рабочим колесом и турбиной. Блокирующий ТС имеет муфты, которые соединяют крыльчатку и турбину, что обеспечивает почти 100% КПД на высоких скоростях.

Преобразователь гоночного качества может быть довольно дорогим. Все детали, включая корпус, необходимо укрепить, чтобы выдерживать высокие нагрузки. Когда, например, используется транс-тормоз, преобразователь должен поглощать полную мощность двигателя при заблокированной турбине.Это создает огромное тепло и давление. Очевидно, вам понадобится хороший охладитель трансмиссии, если вы используете преобразователь с высокой стойкостью.

Скорость останова и коэффициент «К»
Стоп — это максимальная скорость, которую двигатель может достичь относительно преобразователя, когда турбина заблокирована и не может вращаться. Достигнутая частота вращения (скорость срыва) будет зависеть от крутящего момента двигателя и конструкции гидротрансформатора. Как правило, чем выше остановка, тем менее эффективен преобразователь на высокой скорости.Так зачем вам конвертер с высоким стойлом? Чтобы двигатель быстрее попадал в самое сердце диапазона мощности. Преобразователь, оптимизированный для дрэг-рейсинга, будет иметь скорость сваливания намного выше, чем у уличного преобразователя. Возможность быстрого перехода двигателя в диапазон мощности более чем компенсирует недостаток в виде более низкого КПД. На трамвае снижение расхода топлива и тепла, выделяемого преобразователем с высокой стойкостью, способствует уменьшению срыва. Кроме того, при езде по улице высокий люфт может раздражать, потому что ухудшает реакцию дроссельной заслонки.Когда вы нажимаете педаль газа, происходит задержка, когда двигатель набирает обороты, прежде чем автомобиль начинает ускоряться. Чтобы проиллюстрировать, как это работает, можно добиться увеличения времени на 1/4 мили на 0,5 секунды или более, переключившись на преобразователь с высоким срывом. Все улучшения происходят в первой части цикла, и, что интересно, скорости улавливания могут уменьшаться из-за неэффективности более высокого преобразователя сваливания на высоких скоростях.

Для улично-дорожных автомобилей остановка преобразователя — это компромисс. Например, для данной комбинации может потребоваться остановка на 4500-5000 об / мин для лучшего времени на 1/4 мили, но она будет раздражать на улице из-за чрезмерного «проскальзывания», но преобразователь, который останавливается на 3000–3500 оборотов в минуту, позволит сносно ездить по улице без лишних усилий. сильно влияет на производительность 1/4 мили.Стандартные конвертеры обычно останавливаются в диапазоне 1500–2000 об / мин. Конечно, то, что терпимо для одного человека, может быть неприемлемым для другого, и наоборот. Чтобы получить конвертер, который работает с нужной скоростью для вашего приложения, вам нужно поговорить с производителем конвертера. Для достижения наилучших результатов тормозной полосы нам нравится видеть гидротрансформатор, который глохнет близко к пиковому крутящему моменту. Некоторые люди рекомендуют немного выше, другие — немного ниже пикового крутящего момента. Опять же, тесное сотрудничество с производителем преобразователя — лучший подход.

Обозначение преобразователя как имеющего определенный срыв без привязки к двигателю, за которым он находится, вводит в заблуждение и наивно. Стандартный преобразователь, который останавливается на скорости ~ 1500 об / мин за штатным двигателем, мог бы остановиться на 3000 об / мин или больше за взорвавшимся большим блоком, если бы он не взорвался первым! Чтобы уточнить: скорость сваливания — это не просто функция преобразователя. Это также функция крутящего момента двигателя. Это относительно легко можно описать, определив коэффициент «К». K — это просто константа в уравнении K = об / мин / sqrt {крутящий момент}.Уравнение описывает наблюдаемое поведение преобразователя за конкретным двигателем. Это позволяет нам определить, какой будет скорость остановки данного преобразователя, если мы поместим его за другим двигателем.

Например, если мощность двигателя составляет 400 фут-фунт. крутящего момента и останавливает конкретный гидротрансформатор при 3000 об / мин, K = 3000 / sqrt {400} = 150. Поскольку мы знаем K = 150, мы можем предсказать новую скорость срыва, если крутящий момент увеличится до 500 фут-фунт, изменив уравнение к об / мин = K * sqrt {крутящий момент}.В этом случае новое стойло будет об / мин = 150 * sqrt {500} = 3350. Эта формула не идеальна. Это не сработает, например, если у двигателей сильно различается кривая крутящего момента. И он не скажет, выдержит ли конкретный преобразователь вместе заметно увеличенный крутящий момент. Но он дает приличную приблизительную оценку и служит для иллюстрации основных аспектов функции гидротрансформатора. Для большинства улиц и улиц / полос вам, вероятно, понадобится ларек с диапазоном 2500–3500 об / мин. Но не покупайте готовый преобразователь, думая, что он даст вам рекламируемый киоск, если это не доказано на идентичной установке.Сначала поговорите с производителем, чтобы убедиться, что вы получаете то, что вам нужно для своего конкретного комбо.

Этапы работы — Физика преобразователей крутящего момента

Прежде чем объяснять, почему все это работает, важно понять этапы, через которые проходит система, когда автомобиль переходит с остановки на крейсерскую скорость.
  1. Первый этап — срыв. Пока автомобиль не движется, двигатель работает на холостом ходу, но шины должны оставаться неподвижными. Здесь сила тормозов преодолевает силу потока жидкости от рабочего колеса на турбину, и автомобиль не движется.Это очень важная особенность преобразователя крутящего момента, она позволяет двигателю продолжать работать и автоматически «отсоединяться» от остальной трансмиссии.
  2. Шаг второй — ускорение. Здесь крыльчатка вращается намного быстрее, чем турбина, это передаточное число известно как передаточное число, и именно здесь преобразователь крутящего момента действует как редуктор с регулируемым редуктором, за что получил название «преобразователь крутящего момента». Коэффициент срыва зависит от каждого преобразователя крутящего момента и зависит от многих компонентов конструкции, в частности от угла и размера ребер статора.
  3. Третья ступень — сцепная. На этом этапе автомобиль больше не ускоряется и находится на крейсерской скорости. Здесь преобразование крутящего момента или, другими словами, понижающая передача не требуется для максимальной эффективности. В идеале рабочее колесо и турбина вращаются с одинаковой скоростью, но из-за таких факторов, как трение, это невозможно. Чтобы решить эту проблему, многие современные преобразователи крутящего момента включают муфту блокировки, которая используется для привязки выходного вала к корпусу преобразователя крутящего момента, который вращается вместе с двигателем, так что двигатель и выходной вал преобразователя крутящего момента вращаются с 1 Передаточное число: 1, и практически отсутствуют потери энергии между коленчатым валом двигателя и входом трансмиссии.Однако эта блокирующая муфта не нужна для общей производительности гидротрансформатора, она просто повысила общую эффективность автомобиля за счет уменьшения необходимых оборотов двигателя.

Конструктивно преобразователи крутящего момента переключаются между этими тремя ступенями автоматически в зависимости от входной скорости и сопротивления трансмиссии (например, тормоза, транспортное средство движется вверх по склону и т. Д.).

Чтобы увидеть, как эти части взаимодействуют, просмотрите следующие видео.

Привод — образование в области энергетики

Привод транспортного средства относится к группе компонентов, которые передают мощность на ведущие колеса транспортного средства.Мощность для запуска транспортного средства начинается с коленчатого вала. Затем он подается на сцепление через маховик (в механической коробке передач) или в гидротрансформатор (в автоматической коробке передач). Затем мощность поступает в трансмиссию, где она перенаправляется на приводной вал (также называемый карданным валом, карданной передачей или гребным валом). Приводной вал передает мощность на ведущую ось, которая содержит как главную шестерню, так и дифференциал. Шестерня главной передачи соединяет ведущий вал с дифференциалом, который затем передает мощность на каждое колесо.Ниже приводится более подробное объяснение отдельных механизмов, рассмотренных в предыдущем абзаце.

Коленчатый вал

основная статья
Рисунок 1. Схема движения четырехцилиндрового двигателя. Поршни серого цвета, коленвал зеленого цвета, блок прозрачный. [1]

Коленчатый вал (см. Рисунок 1) — это устройство, работа которого заключается в преобразовании поступательного движения поршней во вращательное движение (вращение). Отсюда мощность передачи трансмиссии.По сути, коленчатый вал является связующим звеном между двигателем и трансмиссией. Конец одного и начало другого. [2]

Маховик

Маховик присутствует только в механических коробках передач.

Маховик — это наименее часто упоминаемая часть двигателя. Его задача — поддерживать непрерывную подачу мощности на трансмиссию. Поскольку поршневые двигатели (поршневые) выдают мощность только во время рабочего хода, их выработка энергии не является непрерывной.Представьте, что вы едете на велосипеде по крутому холму. Даже на низкой передаче езда неравномерная — байк значительно замедляется между нажатиями на педаль (теряет импульс). Это неэффективно, так как гонщик должен проделать дополнительную работу, чтобы восстановить потерянный импульс. Маховик может помочь предотвратить эту потерю импульса, он накапливает кинетическую энергию вращения, которая в конечном итоге преобразуется в поступательную кинетическую энергию (то есть движущегося автомобиля). Двигатель выполняет работу на маховике, заставляя его вращаться быстрее, пока трансмиссия не использует эту энергию, которая по закону сохранения энергии заставляет маховик замедляться.Маховик обеспечивает плавное и эффективное движение автомобиля.

Сцепление / гидротрансформатор

Рисунок 2. Схема гидротрансформатора. [3]

Автомобили с МКПП имеют сцепление. Его цель — соединить подачу мощности с трансмиссией. Когда педаль сцепления не нажата, мощность передается, когда педаль сцепления нажата, колеса автомобиля вращаются свободно.

Автомобили с автоматической коробкой передач не имеют педали сцепления. Эти автомобили имеют преобразователь крутящего момента (см. Рисунок 2).Гидротрансформатор — это устройство, заполненное жидкостью, которое передает крутящий момент (и мощность) на колеса автомобиля. Гидротрансформатор позволяет двигателю работать на холостом ходу, когда автомобиль остановлен. Гидротрансформатор также содержит нечто, называемое фрикционной муфтой , которая блокирует коленчатый вал с коробкой передач при движении по шоссе (колебания уровня мощности не такая большая проблема на постоянной скорости). Таким образом, даже автомобили с автоматической коробкой передач имеют форму сцепления, но оно не связано напрямую с педалью водителя.

Трансмиссия

Основная статья

Коробка передач, также известная как коробка передач, преобразует мощность двигателя в движение. [4] Как шестерни на велосипеде. Количество мощности, которое двигатель выдает при определенных оборотах, одинаково, независимо от того, движется ли автомобиль со скоростью 10 км / ч или 110. Из-за этого у автомобиля есть коробка передач, которая позволяет двигателю работать с эффективными оборотами независимо от его скорости. скорость.

Приводной вал

Основная статья

Приводной вал, также известный как карданный вал или трансмиссия , соединяет коробку передач с ведущими колесами.Автомобиль с задним приводом имеет длинный тонкий цилиндр, идущий по длине автомобиля до задней главной передачи и дифференциала (часто виден, если смотреть под автомобилем). Карданный вал вращается со скоростью, пропорциональной скорости автомобиля. [5]

Ведущий мост

Ведущая ось — это ось, которая соединяет ведущие колеса с карданным валом. Обычно он имеет дифференциал посередине, который распределяет мощность между колесами.

Главная передача

Главная передача похожа на шестерню на кривошипе велосипеда (большая — находится на передней части велосипеда).Для сравнения, коробка передач похожа на шестерни на кассете (немного — на задней части мотоцикла). Маленькие шестеренки меняются все время в зависимости от мощности, но большая передняя остается неизменной. От желаемой производительности зависит, как настроены шестерни главной передачи. При подъеме на холм на велосипеде лучше всего использовать небольшую переднюю передачу, потому что она обеспечивает низкое передаточное число. При максимально быстрой скорости лучше всего использовать большую переднюю передачу, обеспечивающую высокое передаточное число. Это то, что делает главная передача.Разница в том, что автомобиль имеет только одну главную передачу — установленную при производстве, а не две или три, как на байке.

Дифференциал

Дифференциал — это устройство, которое позволяет колесам вращаться с разной скоростью, оставаясь при этом приводимым в действие. [4] Например, при повороте внешнее колесо вращается быстрее, чем внутреннее колесо, потому что оно проходит большее расстояние. Для автомобилей с задним приводом требуется так называемый дифференциал повышенного трения, чтобы обеспечить равномерную мощность при поворотах.Посмотрите видео ниже, чтобы узнать, как работают дифференциалы (видео начинается в 1:50).

Список литературы

Что такое гидротрансформатор и как он работает?

Что такое гидротрансформатор?

Гидротрансформатор — это тип гидравлической муфты, которая передает вращающую силу от первичного двигателя, такого как двигатель внутреннего сгорания, на вращающуюся ведомую нагрузку. В автомобиле с автоматической коробкой передач преобразователь крутящего момента подключает источник питания к нагрузке.

Обычно располагается между гибкой пластиной двигателя и трансмиссией. Аналогичным местом в механической коробке передач будет механическое сцепление.

Основной характеристикой гидротрансформатора является его способность увеличивать крутящий момент, когда частота вращения на выходе настолько мала, что позволяет жидкости, выходящей из изогнутых лопаток турбины, отклоняться от статора, когда он заблокирован относительно своего статора. ходовой муфтой, что обеспечивает эквивалент понижающей передачи.

Это отличительная черта простой гидравлической муфты, которая может соответствовать скорости вращения, но не увеличивает крутящий момент, тем самым снижая мощность.

Как работает гидротрансформатор?

Немного сложно понять, как жидкость может дать энергию для перемещения чего-то столь важного, как транспортное средство. Насос помогает управлять крутящим моментом за счет циркуляции жидкости вокруг преобразователя крутящего момента, что определяется вращением коленчатого вала.

Турбина расположена в корпусе и вращается, когда перекачиваемая жидкость входит в контакт с лопатками турбины.Таким образом, можно измерить крутящий момент, который передается на трансмиссию через входные валы.

Корпус гидротрансформатора соединен с маховиком и вращается с той же скоростью, что и коленчатый вал в корпусе турбины. Рабочее колесо или центробежный насос эффективно нагнетает трансмиссионную жидкость в ребра турбины, которая, в свою очередь, вращает или передает крутящий момент на трансмиссию.

Статор — это барьер, который направляет жидкость обратно в турбину вместо насоса, тем самым повышая эффективность системы.Когда автомобиль работает на холостом ходу, скорость, с которой трансмиссионное масло закачивается в турбину, мала, что означает, что через трансмиссию к двигателю передается очень небольшой крутящий момент.

По мере того, как коленчатый вал вращается быстрее, а маховик вращается с большей скоростью, жидкость быстрее движется от насоса к турбине, заставляя турбину вращаться быстрее, обеспечивая передачу большего крутящего момента через трансмиссию.

Важно отметить, что внутренности гидротрансформатора до сих пор остаются загадкой.Базовая механика может быть понятна, но сложные вычисления и инженерные решения, лежащие в ее основе, лучше всего понятны тем, кто хорошо разбирается в механике жидкостей.

6 симптомов неисправного преобразователя крутящего момента

Выявить и диагностировать проблему с преобразователем крутящего момента без разборки трансмиссии / трансмиссии непросто, но есть несколько симптомов, на которые следует обратить внимание. Некоторые из признаков неисправности гидротрансформатора: дрожь, грязная жидкость, переключение передач на высоких оборотах и ​​странные звуки, такие как щелчки или мурлыканье.

1. Проскальзывание

Поскольку гидротрансформатор отвечает за преобразование крутящего момента двигателя в гидравлическое давление, необходимое для переключения передач в трансмиссии, поврежденное ребро или подшипник может вызвать задержку переключения трансмиссии или выскальзывание передачи. .

Пробуксовка также может быть вызвана недостаточным или чрезмерным количеством жидкости в трансмиссии. Также может наблюдаться потеря ускорения и заметное снижение расхода топлива вашим автомобилем. Обязательно проверьте уровень жидкости перед тем, как ехать на машине в магазин.

2. Перегрев

Если датчик температуры показывает, что ваш автомобиль перегревается, это может быть признаком падения давления жидкости и неисправности гидротрансформатора. Если преобразователь перегревается, он не может передавать мощность от двигателя к коробке передач.

Это приводит к плохой реакции дроссельной заслонки и чрезмерному износу внутренних компонентов трансмиссии. Низкий уровень жидкости или неисправный магнит также могут вызвать перегрев редуктора.

3. Дрожание

Когда муфта блокировки в гидротрансформаторе начинает выходить из строя, может возникнуть дрожь на скорости около 30-45 миль в час. Ощущение очень ощутимое и обычно кажется, что вы едете по ухабистой дороге с множеством мелких ухабов.

Когда гидротрансформатор переключается на прямой привод, изношенная муфта блокировки может затруднить переход, вызывая это ощущение. Ощущение может начаться и прекратиться внезапно и длиться недолго. Однако, если вы испытывали это несколько раз, самое время проверить вашу передачу.

4. Загрязненная трансмиссионная жидкость

Гидротрансформатор заполнен жидкостью для автоматической трансмиссии (ATF). Если жидкость загрязнена, внутренние детали могут быть повреждены. Это может привести к износу подшипников статора или повреждению ребер одной из турбин.

Если вы заметите значительное количество черного шлама / грязи / мусора в жидкости, это может означать, что преобразователь или сама коробка передач повреждены. Если это произойдет, замените жидкость и немного покатайтесь, прежде чем снова проверить жидкость.Если проблема не исчезнет, ​​обратитесь к профессионалу для проверки вашего автомобиля.

5. Более высокая скорость сваливания / обороты включения передачи

«Скорость сваливания» — это точка, при которой частота вращения двигателя достаточно высока, чтобы преобразователь крутящего момента мог передавать мощность от двигателя к коробке передач. Другими словами, это скорость, при которой преобразователь перестает увеличивать частоту вращения двигателя, когда мощность передачи запрещена.

Если гидротрансформатор неисправен, он не может правильно передать вращательную силу двигателя гидравлическому давлению.В результате трансмиссии требуется больше времени для включения двигателя, что увеличивает скорость блокировки. Вот как провести тест на скорость сваливания. Вам необходимо заранее узнать, с какой скоростью останавливается ваш автомобиль (обычно 2000-2500 оборотов в минуту).

6. Странные / необычные звуки

Гидротрансформатор нередко издает странные звуки, когда начинает выходить из строя. Некоторые из звуков, которые вы можете услышать, включают «жужжание», исходящее от неисправных подшипников, или «звяканье», исходящее от сломанного ребра турбины.

Как диагностировать проблему

Вот как вы можете попытаться диагностировать проблему самостоятельно. На каждом шагу внимательно прислушивайтесь к необычным скольжению, дрожанию, крену вперед или странным звукам:

  • Заведите машину и дайте ей поработать пару минут
  • Слегка нажмите на газ несколько раз
  • Нажмите на тормоз и сдвиньте машину в привод
  • Медленно переключайте каждую передачу
  • Объезжайте блок, внимательно прислушиваясь каждый раз, когда вы ускоряетесь

Не ездите с сломанным преобразователем

Важно отметить — преобразователь может медленно выходить из строя в течение нескольких недель или даже месяцев до того, как он полностью выйдет из строя.Вождение автомобиля с поврежденным автомобилем может быть рискованным, поскольку он может полностью раствориться, если он разрушится и попадет металлолом в трансмиссионную жидкость.

Загрязненная трансмиссионная жидкость может попасть в трансмиссию и вызвать значительные повреждения или даже полную поломку, в результате чего простая замена преобразователя может превратиться в дорогостоящий ремонт или дорогостоящую замену трансмиссии. Чтобы этого не произошло, съезжайте с дороги, если это безопасно, и заглушите двигатель.

Распространенные причины проблем с гидротрансформатором

Проблемы могут возникать по нескольким причинам. Не пытайтесь понять, в чем проблема, пока не изучите свою передачу, но вот несколько общих идей о том, что это может быть.

1. Плохие игольчатые подшипники гидротрансформатора

В рабочем колесе, турбине и статоре используются игольчатые подшипники, обеспечивающие свободное вращение. Подшипники отделяют эти вращающиеся компоненты от корпуса преобразователя. Если эти подшипники повреждены, вы заметите снижение производительности, странные шумы и наличие металлических деталей в трансмиссионной жидкости из-за контакта / шлифования металлических поверхностей.

2. Поврежденные уплотнения гидротрансформатора

Если вы заметите утечку трансмиссионной жидкости из раструба, уплотнение гидротрансформатора может быть повреждено. Если гидротрансформатор не может удерживать необходимое количество ATF, он не сможет эффективно передавать мощность от двигателя к коробке передач.

Это приводит к перегреву, проблемам с переключением передач, странным шумам, более высоким скоростям остановки и проскальзыванию между передачами. Неисправное уплотнение необходимо найти и заменить.

3.Изношенная муфта гидротрансформатора

В автоматических коробках передач имеется несколько муфт в сборе. Муфта гидротрансформатора отвечает за блокировку двигателя и трансмиссии в режиме прямого привода.

Если гидротрансформатор сгорел из-за перегрева, заклинило или заблокировался из-за деформации, либо загрязнения в трансмиссионной жидкости повредили фрикционный материал, ваш автомобиль может продолжать движение, даже если вы остановились. Преобразователь также может раскачиваться и не включать прямой привод, если фрикционный материал на диске сцепления изнашивается.

4. Неисправный соленоид муфты гидротрансформатора

Электромагнитный клапан муфты гидротрансформатора регулирует количество трансмиссионной жидкости, которое получает муфта блокировки гидротрансформатора. Если это электронное устройство не может точно измерить давление жидкости, муфта блокировки не будет работать должным образом из-за чрезмерной или недостаточной подачи жидкости. Это может привести к потере функции прямого привода, недостаточному пробегу и остановке двигателя.

Стоимость замены гидротрансформатора

Если вы заметили один или несколько из вышеперечисленных симптомов, возможно, ваш гидротрансформатор не работает должным образом.Стоимость ремонта может быть выше их замены. Поэтому важно, чтобы механик / техник посмотрел.

Если вы планируете выполнять работу самостоятельно, ориентировочная стоимость ремонта составляет от 150 до 500 долларов.

Ремонтные мастерские берут от 600 до 1000 долларов за замену гидротрансформатора.

Сам гидротрансформатор стоит относительно недорого (от 150 до 350 долларов в зависимости от автомобиля), но на это уходит от 5 до 10 часов работы, поскольку для замены гидротрансформатора необходимо снимать трансмиссию.

В то же время жидкость следует промывать / заменять, что может быть включено или не включено в цену, которую предлагает вам магазин.

СВЯЗАННЫЕ СООБЩЕНИЯ

Основы Sonnax Hydraulics Часть IV: Управление муфтой гидротрансформатора

Прочтите часть I, часть II и часть III серии «Основы гидравлики».

Подразделение

Как специалисты по ремонту, мы часто разделяем ответственность между узлами.Независимо от того, производим ли мы преобразователи крутящего момента, корпуса клапанов или трансмиссии, мы рассчитываем на состояние насоса, зубчатой ​​передачи, корпуса клапана или преобразователя, которые будут подключены к нашей сборке. Однако во время диагностики любой проблемы нам необходимо иметь возможность отслеживать и диагностировать всю затронутую цепь, а не только ту часть цепи, за которую мы несем ответственность. Независимо от того, производим ли мы трансмиссии или преобразователи, мы должны быть знакомы со схемами, задействованными в каждом узле, чтобы гарантировать успешную диагностику.В современных автомобилях муфта гидротрансформатора очень активна и стала критически важной для управляемости.

Большинство отказов преобразователя связаны с работой муфты TC и перегревом. Чтобы разобраться в этих сбоях, разделим типы и пути различных конструкций. Цепи преобразователя крутящего момента включают:

  • Заряд
  • Выпуск
  • Применить (CA): Применить преобразователь
  • CBY: Обход преобразователя
  • CI: Вход крыльчатки
  • CT: Выход турбины

Эти определения могут различаться в зависимости от производителя.

Определение одно-, двух- и трехлучевых преобразователей

Благодаря достижениям в технологии преобразователей, управление текучей средой со временем значительно изменилось. Начнем с простой «гидравлической муфты», которая определяется как открытый преобразователь без статора. Ранние открытые (без блокировки) преобразователи имели один путь: вход / выход. Впускное отверстие было заполнено посредством опоры статора насоса и запитано клапаном регулятора давления в трубопроводе (Рисунки 1 и 2).

Рисунок 1 — Преобразователь 4L80
и обеспечивает гидравлическое усилие между рабочим колесом и турбиной.Низкое давление гидротрансформатора проявляется в более частой остановке двигателя, низкой мощности, малом пробеге, повреждении лопаток турбины и шума.

Прежде чем мы продолжим, мы должны понять, что давление и расход — это не одно и то же. Давление создается за счет ограничения и перед ним, когда к нему принужден поток. Конвертер в сборе может заряжаться или создавать внутреннее давление из-за конструктивного ограничения на выходе. Поток, выходящий из преобразователя, будет спорадическим, если давление наддува низкое. Плохая заправка традиционной ATF может привести к нехватке смазочного контура на несколько миль после первого запуска.Синтетическая ATF улучшает поток в условиях сильного холода, но заправка зависит от правильной работы клапана и насоса.

Давление и движение жидкости выполняют работу. Работа создает тепло, поэтому для его уменьшения требуется циркуляция или поток. Неконтролируемый преобразователь выделяет тепло всякий раз, когда частота вращения турбины не соответствует частоте вращения крышки. Во время замедления колеса приводят в движение вал турбины быстрее, чем частота вращения двигателя, что также выделяет тепло. Скорость сцепления (блокировка в TCC) — это когда крышка преобразователя вращается с той же скоростью, что и вал турбины.

Преобразователь двусторонней блокировки имеет выпускной масляный контур, который проходит через центр вала турбины и выходит из вала между поршнем TCC и крышкой. Это давление освобождает поршень и фрикционный материал от контакта с крышкой. Второй путь — это приложение давления: сила зажима нагружает поршень на крышку. По мере того, как выпускное масло исчерпано, прикладываемое давление увеличивается.

Для управления двухходовой муфтой обычно требуется от трех до четырех клапанов для регулирования скорости скольжения и частоты вращения вала турбины.Главный регулирующий клапан имеет цепь, ведущую к преобразователю. В цепи находится регулирующий клапан TC, который действует как шлюз для подачи и выпуска масла. Как только регулирующий клапан приводится в движение выходом соленоида TC, регулятор подачи запускает работу по регулированию скольжения муфты. Избыточное давление может деформировать поршень TC и перегрузить материал демпфера или сцепления.

Многие современные поршни TCC предварительно нагружены по направлению к крышке. Изображенный GM 6L80 является одним из них, ZF6HP или Ford 6R60 / 80 — другими примерами.«Предварительный натяг» означает, что они всегда применяются при выключенном двигателе, поэтому вал турбины будет приводиться в движение при запуске, пока сцепление не выключится. Насос трансмиссии и управление клапаном должны обеспечивать освобождение сцепления от крышки. При недостаточном объеме насоса на холостом ходу в режиме Drive или Reverse происходит резкая работа на холостом ходу или остановка двигателя.

При уменьшении давления выпуска увеличивается давление подачи, что влияет на поток ATF через преобразователь. Повторюсь: поток через преобразователь, а не в кулер.Когда сцепление не задействовано, сцепление отодвинулось от крышки, чтобы масло могло пройти. Этот зазор выключения сцепления является ограничением. При блокировке давление зажимает муфту, но поток от регулирующего клапана TC попадает в охладитель, а не в преобразователь. Как правило, поток значительно увеличивается при полной блокировке, так как давление теперь «тупиковое». Муфта удерживается давлением, но поток больше не проходит через преобразователь (Рисунок 3).

Рисунок 2 — Главный регулирующий клапан Honda
Рисунок 3 — Грузовик GM 6L90, 2011 (с буксирным комплектом) SonnaFlow ® Диаграмма

Состояние: Нормальный привод и управление TCC
Примечания: Приведены значения с блоком более 125 ° F.Муфта TC не может отключаться при торможении или замедлении. Возврат кулера — это нижняя линия на колпаке. При применении TCC расход увеличится на 0,2–5 галлонов в минуту. Рекомендуется использовать графический мультиметр или осциллограф, настроенный на шкалу 500 Гц для лучшей точности.

Диагностический прибор и расходомер можно использовать для контроля активности соленоида TC и изменения потока. Когда сцепление включается и отпускается, можно контролировать частоту вращения турбины, силу тока соленоида и скорость скольжения. Эти данные подтверждают состояние управления сцеплением и клапаном.Тестирование под давлением редко доступно, если в корпусе клапана нет отвода для манометров.

Схемы трехлучевого преобразователя требуют более подробного объяснения, поскольку существует два типа трехканального преобразователя.

Фиксированный на турбине трехходовой поршень имеет шлицевое соединение со ступицей турбины посредством демпфера, и поршень перемещается к крышке.

В трехходовом фиксируемом кожухе используется многогранное сцепление, встроенное в кожух, подобное барабану муфты трансмиссии или тормозной муфте.

Преимущество трехходовой муфты с неподвижной турбиной заключается в отводе тепла. По мере того как давление масла CBY (байпас, выпуск) уменьшается, муфта может поддерживать скорость модулированного проскальзывания. При проскальзывании создается тепло, но в этой конструкции существует непрерывный поток через контур CI (крыльчатка) и CT (турбина). Рассеивание тепла за счет скольжения является преимуществом, но разделение этих цепей имеет решающее значение. Перекрестная утечка, изношенные уплотнения или ограничения цепи являются пагубными и вызывают циклическую смену оборотов, отсутствие блокировки или остановку двигателя.Примеры проблемных областей включают вал масляного насоса Ford AX4S и уплотнения (Рисунок 4) , отказ уплотнительного кольца ступицы крыльчатки Honda или ограничения радиатора.

Рисунок 4 — Трехходовой статор AX4S и вал насоса

Зарядка преобразователя Honda осуществляется непосредственно от главного регулирующего клапана. При такой конструкции заправка часто составляет половину давления в трубопроводе (Рисунок 2) . Давление в трубопроводе имеет приоритетное значение для масла, поэтому утечки в контуре или любое падение объема насоса снижает давление на выпуске гидротрансформатора, позволяя сцеплению скользить по крышке.Низкий заряд преобразователя в сочетании с перекрестными утечками приводит к выходу из строя футеровки ТК. Увеличенное ограничение охладителя открывает обратный клапан гидротрансформатора, что снижает давление. Когда он заедает из-за повторяющихся циклов, заряд преобразователя низкий, а применяемая скорость скольжения увеличивается. Ограничения охладителя и преобразователя также вызывают реакцию давления на дифференциалы золотникового клапана (зона реакции). Это может привести к частичному ходу, что ограничивает поток в / из преобразователя. Оба условия приводят к перегреву футеровок или конвертеров.Об этом будет подробнее рассказано во второй части статьи.

В трехходовой конструкции с фиксированной крышкой муфта действует за счет давления, подаваемого на муфту через вал турбины (Рисунок 5) .

Рисунок 5 — Механический вид ZF8

Все предыдущие муфты применялись к крышке путем выпуска выпускного масла из вала турбины. В конструкции с фиксированной крышкой муфта работает за счет подачи давления.Пути, закрепленные за крышкой, включают включение муфты TC, зарядку и отключение преобразователя.

Для диагностики проблем в трехканальном преобразователе необходимо знать, закреплен ли он на турбине или на крышке. Оба типа могут быть протестированы извне с помощью расходомера, и данные о расходе будут выглядеть одинаково. По трехканальному потоку ATF непрерывно течет, поэтому мы не видим резких изменений потока, когда поршень сцепления отрывается от крышки. Оба типа трехходового клапана будут иметь небольшое отклонение (0,3–0,7 галлона в минуту) в потоке, когда клапаны перемещаются для включения сцепления (Рисунок 6).

Рисунок 6 — Honda 4- и 5-ступенчатая, Odyssey, MAXA SonnaFlow ® Диаграмма

Проблемы с высокой температурой: Повреждение футеровки TCC; код перегрева; Код ТК 740; TCC вздрагивает. Высокая рабочая температура 240–360 ° F перед клапаном регулятора давления наддува преобразователя. После модернизации корпуса клапана — максимум 180 ° F.

Это отклонение указывает на команду, активность соленоида и движение клапана.Диагностический прибор может отслеживать скорость проскальзывания и силу тока в соленоиде, как указано в разделе о двух путях. Для проверки конкретной конструкции муфты требуется масляный контур или преобразователь в разобранном виде.

Обзор масляного тракта

В двухканальном преобразователе требуется поток, чтобы удерживать поршень муфты на расстоянии от крышки. Поток необходим как в двух-, так и в трехканальном режиме для зарядки преобразователя и отвода тепла. Для включения сцепления требуется давление в обоих. Итак, вы спросите, в чем же тогда разница между двух- и трехходовой?

Все о сцеплении

В двухканальном тракте используется отпускание и подача масла для управления положением поршня блокировки.Когда поршень двухходовой муфты контактирует с крышкой, поток через поверхность трения минимален (Рисунок 7).

Рисунок 7 — Двухходовой преобразователь 6L90

Переход от выпуска масла, удерживающего поршень от крышки, для приложения давления, нагружающего поршень на крышку, представляет собой функция клапана управления / переключения сцепления (Рисунки 8A и 8B).

Рисунок 8A — Управление сцеплением 68RFE (TCC Off)

Изображение предоставлено ATSG

Управление сцеплением 903 (TCC 903)
Рисунок 8B — 68RFE

Изображение предоставлено ATSG.

В некоторых случаях отверстие поршня или трение с канавками позволяют приложить небольшое давление для омывания и охлаждения футеровки сцепления. Эта промывка представляет собой перепад давления, компенсируемый регулирующим клапаном TC (Рисунок 9).

Рисунок 9 — 6L90 Oil (TCC On)

крутящий момент увеличивается, и TCM распознает скольжение, соленоид TC и регулятор TC объединяются для управления скоростью скольжения.Скорость или скорость скольжения — это разница между оборотами двигателя и турбины.

Трехходовой механизм имеет отдельный путь включения сцепления (Рисунок 10).

Рис. 10 — Трехходовая муфта ZF8 с фиксированной крышкой

Давление наддува и поток не прерываются во время включения муфты на трехходовой. Из-за этого потока трехходовая муфта может применяться как при высоком крутящем моменте, так и при низкой скорости. (При соблюдении этих условий у двухходовой схемы может развиться дрожь или отказ от трения.)

Давление зарядки и сброса

Преобразователь не будет заряжаться должным образом, если производительность насоса низкая. Атмосферное давление (Па) воздействует на жидкость, выталкивая ее через фильтр на вход насоса. При вращении насос имеет давление на входе ниже, чем Па, поэтому жидкость втягивается внутрь. Если вентиляционное отверстие корпуса закупорено, фильтр или вязкость жидкости высокая, поток в насос будет низким. Если поверхность деформирована, воздух втягивается легче, чем жидкость, и возникает аэрированная жидкость или кавитация.Отсутствие Па на входе в насос вызывает низкий заряд насоса, шум и низкий заряд преобразователя.

Изолировать резонанс главного регулирующего клапана от кавитации насоса может быть сложно. Некоторые предложения заключаются в том, чтобы переполнить, увеличить вентиляцию или создать давление в поддоне. Плохая зарядка гидротрансформатора приводит к снижению крутящего момента и отказу трансмиссионной смазки. Расходомер может изолировать, а затем подтвердить факт и исправить. Плохая зарядка очевидна, поскольку автомобиль не будет двигаться, пока преобразователь не будет очищен от воздуха. Отсутствие смазки до зарядки не очевидно.

Двухходовой выключатель сцепления

Недостаточное выключение позволяет сцеплению тормозить, что связано с грубым холостым ходом и, в конечном итоге, с перегревом из-за трения. Зазор выключения сцепления — это размер, который учитывается при сборке преобразователя. Плохое выключение сцепления можно определить с помощью диагностического прибора как пульсирующее число оборотов турбины или по потоку, используя SonnaFlow ® Cooler Flow Test (Рисунок 11) . Лучшее положение для проверки выжимного масла или причины буксования сцепления — это задний ход во время горячего холостого хода.

Рис. 11 — 6L90 SonnaFlow ®

Двухходовое давление

В обзоре мы отметили, что давление подачи является переменной, управляемой силой тока на соленоиде TC, какой выход соленоида перемещает управление TC, а затем регулируемый клапан подачи. Это длинный приговор для длинной череды событий. В большинстве двухходовых цепей блокировки сначала выполняется ход управления TC, чтобы переключить масляный тракт.Как только канал выпуска исчерпан, канал подачи постепенно нагружает поршень на крышку. Регулирующий клапан TC имеет гораздо более низкую жесткость пружины и большую площадь реакции, чтобы гарантировать, что он остается в рабочем состоянии. Обратите внимание на слово «гарантировать» — что, если регулирующий клапан не работает полностью? В некоторых случаях пути входа и выхода преобразователя ограничены клапаном с частичным ходом, что приводит к перегреву преобразователя. Вторая реакция выхода соленоида TC — это положение регулирующего клапана TC.Регулирующий клапан постоянно перемещается в сочетании с контролем проскальзывания TCM. Эта деятельность приравнивается к ношению. Износ отверстия можно устранить, установив более прочную пружину регулятора или заблокировав клапан подачи при высоком давлении. Это также приводит к последовательности событий:

  • Преобразователь не отпускает должным образом при переключениях вверх / вниз, поэтому они жесткие.
  • Накладка сцепления начинает отслаиваться из-за напряжения, демпферные пружины ломаются, а поршень деформируется из-за избыточного давления.
  • Накладка идет на радиатор, а преобразователь идет на ремонтник, ни то, ни другое не устраивает.

Надо помнить, линейное давление питает клапан регулятора преобразователя. По конструкции большинство клапанов ограничивают давление на поршень TC около 130 фунтов на квадратный дюйм. Если прикладываемое давление изменяется и давление в трубопроводе также повышается (из-за износа или модификации), поршень муфты может получить 150-200 + давление по всей площади.

Трехходовое управление

Давление наддува ZF8HP показано на Рис. 12 .PzT будет уменьшаться при включении сцепления, но PzT не устраняется. Сброс давления в двухканальном тракте устранен. Мониторинг PzT покажет, достаточна ли подача преобразователя и сработали ли клапаны TC. PzT не проверяет цепь включения сцепления. Применение сцепления поддерживает давление предварительного заполнения около 4 фунтов на квадратный дюйм в этом ZF8HP.

Примечание. Проблема может возникнуть в любом трехканальном преобразователе, если давление наддува попадает в изолированную цепь подачи. Дополнительное давление в картере сцепления усиливается центробежной силой и сжимает сцепление.Утечка в приложении может привести к перегрузке выпускного отверстия или сброса в корпусе клапана. Большинство трехканальных цепей не имеют ответвителя подачи, но мы можем проверить цепь воздушным испытанием цепи подачи в корпусе. На стенде мы можем использовать вал турбины. Жидкость и воздух не должны продолжать попадать в контур заряда или выхода преобразователя (Рисунок 12).

Рисунок 12 — ZF8 TC Apply

Проблемы, общие для обеих конструкций

Давление в головке

Ограничение потока внутри преобразователя (турбины или муфты) или радиатора может повлиять на работу клапана (Рисунок 13) .

Рисунок 13 — Передаточное отношение клапана

У некоторых клапанов есть цепь, подключенная либо для подачи, либо для зарядки, которая заставляет клапан двигаться в зависимости от давления преобразователя, что улучшает баланс и контроль . Если фрикционная накладка была заменена на фрикционную, или турбинные шайбы заменены, или радиатор забит из-за предыдущей неисправности, применение TC может быть очень медленным, и возникнет дрожь или проскальзывание. В этом случае обойдите радиатор и повторно включите или установите расходомер и сравните его с функциональным блоком.

Управление соленоидом

Распространенной проблемой, связанной со многими проблемами управляемости, является избыточный или низкий расход и давление в соленоиде. Мы обсудили важность регулирующего клапана TC. Не менее важен электромагнитный регулирующий клапан (Рисунок 14).

Рисунок 14 — Утечка в соленоиде

Слишком большое давление вызывает слишком большое давление, в этом случае преждевременное блокирование и медленное срабатывание.Низкое давление вызывает дрожь и скольжение ТСС.

Убедитесь, что вы проверили вакуумом все упомянутые регулирующие клапаны, которые влияют на подачу преобразователя и применяют:

  • Главный регулятор
  • Электромагнитный регулятор
  • Регулятор преобразователя

Главное, что следует помнить, касается сцепления. Двухходовой режим требует хорошего трения сцепления для разделения отпускания и приложения давления. Трехходовой механизм использует уплотнения и / или втулки для управления сцеплением. С сиденья водителя мы не замечаем конструкции, но дрожь или отсутствие смазки воспринимаются иначе, как только мы открываем их для ремонта.

Не забудьте проверить: Основы гидравлики, Часть V: Ручные клапаны.

Боб Варнке — вице-президент Sonnax по техническому развитию и член TASC Force (Технического комитета по автомобильным специальностям), группы признанных отраслевых технических специалистов, специалистов по ремонту трансмиссий и технических специалистов Sonnax Transmission Company.

Трансмиссия

Трансмиссия — Помощь по ремонту автомобилей

АВТОМАТИЧЕСКАЯ ТРАНСМИССИЯ И ТРАНСМИССИЯ — ОБЗОР
Кайл Макфадден

Автоматические трансмиссии — это очень сложные гидромеханические устройства.Для их диагностики и ремонта требуется не что иное, как главный механик ASE. Автоматическая трансмиссия обеспечивает автоматический выбор передних передач в автомобиле. Автоматическая трансмиссия может выбрать правильную передачу переднего хода для эффективной работы двигателя в зависимости от скорости автомобиля, положения дроссельной заслонки и нагрузки двигателя. Компоненты автоматической трансмиссии состоят из картера трансмиссии, гидротрансформатора, гидравлического насоса, планетарного редуктора, узлов сцепления и / или ленточных узлов, регулирующих клапанов, главного вала трансмиссии, корпуса расширения и различных мелких деталей.

Корпус трансмиссии изготовлен из литого алюминия. В нем размещаются внутренние компоненты автоматической трансмиссии и обеспечивается монтажная поверхность для крепления к блоку двигателя. Гидротрансформатор прикреплен болтами к маховику, называемому гибкой пластиной. Гибкая пластина, в свою очередь, прикреплена болтами к задней части коленчатого вала. Гидротрансформатор обеспечивает передачу мощности двигателя в трансмиссию. Обратитесь к руководству по ремонту автомобиля за схемой, показывающей детали гидротрансформатора вашего автомобиля в сборе.

Гидротрансформатор представляет собой устройство в форме пончика, заполненное жидкостью. Когда двигатель работает, гидротрансформатор вращается, вращая и нагнетая жидкость с помощью установленных внутри лопастей. Вращающаяся жидкость вращает турбину, соединенную с главным валом трансмиссии. Отдельный внутренний набор лопаток, называемый статором, помогает направлять жидкость в турбину. Работу гидротрансформатора можно сравнить с работой воздушного вентилятора с приводом от вентилятора без привода.Включенный вентилятор будет генерировать движущийся воздух, направленный на лопасть вентилятора без привода, заставляя ее вращаться. Вентилятор с приводом становится приводным элементом, а вентилятор без привода становится ведомым. Если воздух движется достаточно медленно, от ведущего элемента к ведомому элементу передается очень небольшой крутящий момент. При желании можно было бы легко остановить вращающуюся лопасть вентилятора без привода. Однако, если бы активный вентилятор работал на высокой скорости, пассивный вентилятор вращался бы с гораздо более высокой скоростью, что затрудняло бы остановку.Это тот же принцип, который позволяет автомобилю с автоматической коробкой передач работать на холостом ходу на передаче и двигаться по дороге без использования механического сцепления. На холостом ходу давление жидкости низкое, и через трансмиссию передается очень небольшой крутящий момент двигателя. Когда частота вращения двигателя увеличивается, скорость жидкости и давление повышаются, позволяя направить больший крутящий момент двигателя на трансмиссию. Большинство гидротрансформаторов содержат внутреннюю блокирующую муфту, срабатывающую на крейсерской скорости. Эта муфта, называемая муфтой гидротрансформатора, устраняет проскальзывание гидротрансформатора.Муфта гидротрансформатора используется как устройство для экономии топлива и для уменьшения количества тепла, выделяемого в трансмиссии. При устранении неполадок с плохим MPG одной из причин является неисправный преобразователь крутящего момента, хотя плохое MPG также будет присутствовать с проблемами переключения, если причиной является преобразователь крутящего момента.

Передние и обратные скорости обеспечиваются зубчатой ​​передачей, называемой планетарной передачей. Планетарный ряд состоит из центральной шестерни, называемой солнечной шестерней, размещенной внутри большой шестерни, называемой внутренней шестерней.Между внутренней шестерней и солнечной шестерней вращаются маленькие шестерни, удерживаемые в водиле, известные как планетарные шестерни. Различные передаточные числа становятся возможными, если удерживать один компонент планетарного ряда и позволять другому вращаться. Например, если удерживать солнечную шестерню, внутренняя шестерня будет вращаться планетарными шестернями, вращающимися вокруг неподвижной солнечной шестерни. Это приведет к тому, что внутренняя шестерня будет вращаться с низкой скоростью, в то время как планетарные шестерни будут двигаться намного быстрее. Это обеспечило бы функцию пониженной передачи для трансмиссии, поскольку внутренняя шестерня с медленным движением будет использоваться для передачи мощности на ведущие колеса.

Внутренний масляный насос трансмиссии приводится в действие вращением гидротрансформатора. Масляный насос нагнетает и циркулирует трансмиссионную жидкость, используемую для работы и смазки трансмиссии. Давление, создаваемое насосом, часто называют линейным давлением. Трансмиссия использует давление в трубопроводе, чтобы сигнализировать о точках переключения передач и управлять различными компонентами трансмиссии.

Ремни и муфты используются для удержания компонентов планетарной передачи, установленных в положение, чтобы обеспечить различные передаточные числа переднего или заднего хода.Они работают от давления в трубопроводе, которое направляется на конкретную ленту или узел сцепления с помощью клапанов управления переключением передач. Клапаны управления переключением работают, реагируя на изменения давления в магистрали на основе работы устройств ввода, которые сигнализируют о скорости движения, положении дроссельной заслонки и нагрузке на двигатель. Устранение проблем с переключением передач может не включать дорогостоящих работ по ремонту автомобилей; это может быть так же просто, как регулировка лент.

Устройствами ввода, используемыми для управления переключением трансмиссии, являются регулятор, дроссельная заслонка и модулятор вакуума.Регулятор передает в трансмиссию информацию о скорости движения для управления точками переключения передач. Он работает за счет увеличения давления в трубопроводе при увеличении скорости движения. Дроссельная заслонка соединена тягой с дроссельной заслонкой двигателя. Дроссельная заслонка изменяет давление в линии в зависимости от положения дроссельной заслонки. Эта информация необходима для изменения точек переключения передач в зависимости от условий движения. Когда дроссельная заслонка полностью открыта, дроссельная заслонка посылает сигнал давления в трубопроводе на регулирующие клапаны, чтобы задержать переключение до более высокой скорости движения.Вакуумный модулятор меняет ощущение переключения в зависимости от нагрузки двигателя. Поскольку разрежение во впускном коллекторе двигателя изменяется в зависимости от нагрузки двигателя, разрежение в коллекторе используется в качестве входного сигнала для трансмиссии. Вакуумный модулятор получает сигнал разрежения от двигателя. Вакуумный модулятор увеличивает давление в трубопроводе для повышения жесткости переключения трансмиссии при больших нагрузках на двигатель. Повышенное давление в трубопроводе заставит муфты и ленты крепче держаться и поможет уменьшить проскальзывание.

Сегодня большинство автомобилей оснащено автоматическими коробками передач с электронным управлением переключением передач.Работа коробки передач с электронным управлением в принципе аналогична работе коробки передач без электрического привода. Однако трансмиссия с электронным переключением передач использует входные сигналы от модуля управления транспортным средством для управления точками переключения передач, а не регулятора и дроссельной заслонки. Модуль управления автомобилем управляет переключением передач на основе данных датчиков двигателя и трансмиссии. Датчик положения дроссельной заслонки используется вместо механического дроссельного клапана. Датчик скорости автомобиля используется для замены регулятора.Датчики нагрузки двигателя, такие как датчик давления в коллекторе, используются для управления переключением передач. Вакуумный модулятор все еще может использоваться некоторыми марками автомобилей для управления переключением передач. Модуль управления автомобилем будет использовать эту информацию для управления различными соленоидами управления переключением внутри трансмиссии. Эти соленоиды управления переключением, в свою очередь, управляют давлением в трубопроводе соответствующих клапанов управления переключением, которые, в свою очередь, создают или сбрасывают давление на ленты или муфты.

Результатом использования электронного управления переключением стала автоматическая коробка передач, которая работает более эффективно, адаптируя переключение к требованиям двигателя.Экономия топлива и контроль выбросов транспортных средств улучшаются за счет более точного управления автоматической коробкой передач. Модули управления автомобилем могут адаптировать переключение передач в соответствии с индивидуальными особенностями движения автомобиля. Также предусмотрена внутренняя защита от перегрева за счет способности модуля управления контролировать температуру трансмиссионной жидкости и изменять переключение передач и работу трансмиссии для минимизации повреждений, связанных с температурой. На многих автомобилях EEC (электронное управление двигателем) «учит» стиль вождения конкретного водителя.Эта информация хранится в памяти EEC. Если аккумулятор отключен (например, во время замены), автомобиль может переключаться беспорядочно в течение короткого времени, пока EEC не заново изучит стиль вождения водителя, а затем перепрограммирует себя. Это важно помнить, и немного терпения может спасти вас от поездки в автомастерскую, т.е. После замены аккумулятора поезжайте на автомобиле в течение дня или около того и посмотрите, решена ли проблема с неустойчивым переключением передач (скорее всего, она исчезнет сама собой).

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.