Принцип работы автоматической коробки передач, что делать, если она сломалась

Устройство и принцип работы АКПП

В конструкцию автоматической коробки входят следующие элементы:

1. Гидротрансформатор – играет роль сцепления и обеспечивает плавность хода работы механизма. Основной функцией гидротрансформатора принято считать плавную передачу крутящего момента от маховика на вал АКПП.
2. Редукторы планетарного типа — последовательная передача крутящего момента.
3. Муфты фрикционного типа. По-другому, их принято называть «пакетами». Обеспечивают переключение передач. Обеспечивают связь между механизмами передач и разрывают ее.
4. Обгонная муфта. Играет роль синхронизатора и снижает нагрузку, возникающую при соприкосновении «пакетов». Кроме того, в некоторых конструкциях АКПП исключают возможность торможения двигателем, оставляя в работе повышенную передачу.
5. Валы и барабаны для соединения всех частей коробки.

Независимо от конструкции АКПП, все типы данной трансмиссии переключают передачи по одному и тому же принципу. Все переключения осуществляются при помощи перемещения масла внутри АКПП, посредством включения в работу тех или иных золотников. Управление золотниками может быть двух типов: электрическое или гидравлическое.

Гидравлический привод использует давление масла, создаваемое с помощью центробежного регулятора, который соединен с валом КПП. Кроме того, давление создается в тот момент, когда водитель нажимает на педаль газа. Таким образом, автоматика получает информацию о положении акселератора и выполняет необходимое переключение золотников.

В электрическом приводе используются соленоиды, которые установлены в золотниках и подключены к блоку управления АКПП. В большинстве случаев, этот блок имеет тесную взаимосвязь с ЭБУ двигателя. Получается, что переключение передач будет осуществляться в зависимости от положения дроссельной заслонки, педали газа, скорости движения автомобиля и многих других параметров.

Коробка передач

У разных производителей могут немного отличаться, но во всех присутствует: планетарный редуктор ещё его называют дифференциальным, обгонные и фрикционные муфты, соединяющие всё механизмы валы, барабаны выполняющие роль сцепления, а в некоторых моделях используется тормозная лента для затормаживания барабанов.

Планетарный редуктор

Состоит из обычно нескольких планетарных рядов, муфт и тормозов. Каждый из планетарных рядов конструктивно выполнен из солнечной шестерни и сателлитов, их связывает планетарное водило. Вращение передаётся, когда заблокирован один, два элемента редуктора. При блокировке водила, меняется направление что соответствует заднему ходу автомобиля. При блокировке коронной шестерни передаточное число увеличивается, а с блокировкой солнечной шестерни уменьшается, это и есть переключение передач.

Фрикционные муфта

Чтобы удержать элементы редуктора используются тормоза, а для фиксации частей планетарного ряда используются фрикционные муфты (фрикционы). Каждая такая муфта включает барабан с внутренней стороны которого есть шлицы и хаб с зубьями снаружи. Между ними помещены два типа фрикционных дисков, первые с выступами снаружи, которые входят в шлицы барабана, вторые с выступами внутри, куда входят зубья хаба. Срабатывание муфты происходит при сдавливании дисков поршнем внутри барабана в момент поступления рабочей жидкости к нему.

Обгонная муфта

Она сдерживает водило от вращения в другую сторону чтобы уменьшить удары во время включения передачи и предотвращает торможение двигателем в определённых режимах работы коробки.

Особенности ремонта гидроблока

Ремонт гидроблока относится к самым дорогим – гидравлический узел демонтируют, полностью промывают и меняют прокладки. Механическая выработка и повреждения можно заметить на установочных стаканах для соленоидов.

Если стакан или колодец визуально имеет форму эллипса, присутствует значительная выработка, в гидроблоке наблюдается потеря давления и утечка масла. В том случае, если колодец имеет изношенные края после пробега меньше 50 000 км, это свидетельствует о том, что в смазке есть большое количество посторонних частиц, которые не задерживаются фильтрами.

Если выработка значительная, гидроблок придется менять, поскольку посадочные поверхности для соленоидов обрабатываются на специальных прессах, и восстановить и нарастить стакан до первоначальной формы практически невозможно. Некоторые мастерские практикуют такой тип восстановления гидроблока, но отремонтированная деталь служит не более 10 000 км.

После распила блока гидротрансформатора проводят тщательный осмотр всех элементов. Часто после разборки выявляют глубокие задиры на гидромуфте, истирание фрикционных накладок блокировочного механизма, разрушенный подшипник муфты. Эти элементы меняют, равно как и изношенные фрикционные диски.

Пакет фрикционов относится к расходникам АКПП. Детали имеют каталожные номера и устанавливаются под определенный класс автоматической коробки. Если диски не имеют задиров, трещин и царапин, можно провести шлифовку, что сэкономит средства, но только если для шлифовки будет использоваться специальный станок.

Изношенный барабан не восстанавливают – на большинстве АКПП барабан изнашивается после выработки моторесурса, т. е. после 150 000 км пробега. Общий зазор на отремонтированном пакете фрикционов выставляют с помощью пластины регулировки.

Нельзя устанавливать новые диски в барабан с разбитыми канавками, так как диски может перекосить и заклинить

Поэтому во время разборки обращают внимание на цвет фрикционов, и если детали синие, происходит систематический перегрев узла – барабан необходимо заменить. Лента фрикционов – еще один расходник коробки, деталь меняют

Что такое Типтроник

Первоначально типтроник создавался для 4-ступенчатой АКПП, современные наработки позволили устанавливать его на 8-ступенчатых автоматах, например в Porsche Panamera с полным и задним приводом. Естественно, типтроник не остался уникальным – на рынок со временем пришли его вариации, а само слово «Типтроник» стало нарицательным.

Параллельно с Porsche, разработкой подобной АКПП занималась компания Chrysler (США). Свое детище они назвали Ultradrive. Со временем от идеи отказались: рассчитывавший на массовый рынок Chrysler, не смог финансово позволить себе полномасштабное производство такой КПП (коробка передач автомобиля). На данный момент доработанная версия Ultradrive, названная Autostick, занимает в рядах разработок Chrysler свое почетное место.

Идеи типтроника воплотились в ряде аналогов от других производителей: применение подобных автоматических КПП можно обнаружить у Audi, Volkswagen, BMW, Honda. Разработка велась под левый руль, что не помешало выпускать и праворульные автомобили с типтроником, например, Mitsubishi для японского рынка.

Что такое АКПП и ее виды

Автоматическая коробка переключения передач — один из видов трансмиссии, при которой без вмешательства водителя выставляется необходимое передаточное число, подобранное под режим движения и другие факторы.

С технической точки зрения автоматической КПП считается только планетарная часть узла, напрямую связанная с переключением передач, и совместно с гидравлическим трансформатором образовывает единый автоматический агрегат.

К автоматическим коробкам передач принято относить классическую с гидротрансформатором, роботизированную КПП и вариатор.

Классическая автоматическая коробка передач

Гидротрансформаторная КПП является популярной и классической моделью трансмиссии, устанавливаемой на большинстве сходящих с конвейера в настоящее время автомобилях.

Коробка автомат состоит из планетарного редуктора передач, управляющей системы и гидравлического трансформатора, который и дал ей название — гидротрансформаторная КПП. Устанавливается как на легковых автомобилях, так и на грузовых транспортных средствах.

Роботизированная КПП

Коробка робот является своеобразной альтернативой механической КПП, только переключение скоростей происходит автоматизировано посредством электрических механизмов, приводящихся в действие электронным блоком.

Единственным сходством роботизированной КПП с классической автоматической коробкой является наличие сцепления в самом корпусе коробки.

Вариатор

Вариатор — устройство плавной бесступенчатой передачи крутящего момента на колеса.

Обеспечивает уменьшение расхода топлива и улучшает динамические показатели, щадящее состояние работы двигателя автотранспорта по сравнению с АКПП или МКПП.

Вариаторы бывают ременные, цепные и тороидальные. Из вариаторов наиболее распространен с клиновидным ремнем.

Режимы работы автоматических трансмиссий

Чтобы правильно пользоваться коробкой автомат, для начала предлагаем разобраться с предназначением основных режимов работы агрегата.

Основные функции

Какие функции есть во всех автоматических трансмиссиях:

1. Режим P или паркинг. При активации этого положения трансмиссия выполняет блокировку ходовой части машины, независимо от того, какой привод на ней установлен — передний или задний. В результате сдвинуть с места транспортное средство не выйдет, все передачи при активации режима P отключаются. Нельзя включать это положение, если автомобиль еще в движении и полностью не остановился.
2. Режим R. Эта функция предназначена для обеспечения движения задним ходом на машине. Ее активация допускается после полной остановки транспортного средства.
3. Нейтральная передача N. При наличии неисправностей в работе АКПП или силового агрегата, когда заводить двигатель не получается, режим N позволит передвигать машину вперед и назад на небольшие расстояния. В отличие от механических трансмиссий, нейтральный режим на автомате имеет определенные особенности работы. Не допускается его включение в пробках, его активация возможна в экстренных случаях.
4. Режим D или Драйв. Предназначен для обеспечения движения машины вперед. В автоматических трансмиссиях этот режим обладает блокировкой от случайной активации. Если надо переключиться с функции Drive, это можно сделать, только если водитель нажмет на педаль тормоза.
5. Функция «4-3-2-L». Относится к категории специальных режимов, использующихся для эксплуатации транспортного средства в разных условиях. В каждом из этих положений может применяться определенное число скоростей. К примеру, в режиме 3 задействовано три передачи, а в положении L работает только одна скорость. Благодаря этой функции автоматическая трансмиссия не перегревает силовой агрегат. Первые три функции оптимально использовать при движении в гору.

Из ролика канала Открытая студия Кострома вы можете узнать об эксплуатации машины с автоматической коробкой передач.

Режим «Типтроник»

Одной из особенностей современных автоматических коробок является наличие функции Типтроник. Этот тип КПП относится к автоматам, поддерживающим режим ручного управления коробкой передач. Благодаря его наличию водитель может контролировать процесс передвижения в тяжелых условиях. Если вы устали от управления автоматической коробкой, можно перейти на ручное управление. На КПП в салоне авто, помимо традиционных режимов, вы увидите специальную выемку с символами «+» и «-». «+» — повышение передачи, с первой и выше, а «-» — понижение.

Спортивные режимы

В трансмиссиях некоторых моделей авто имеется функция спортивного режима — Sport либо Kickdown. Активация этого положения позволяет раскрутить обороты силового агрегата и искусственным образом переключиться на пониженную передачу. При необходимости спортивные режимы позволяют достичь резкого ускорения, к примеру, когда надо выполнить обгон на трассе. При включении этого положения используется максимальная мощность мотора, но данная функция в целом неэкономичная для постоянного использования.

Другие режимы

В зависимости от производителя авто, АКПП может иметь и другие режимы эксплуатации:

1. D3 или S — пониженная скорость. Неплохой вариант для эксплуатации транспортного средства при движении в гору. Благодаря активации этого положения водитель может более эффективно тормозить машиной и контролировать ее.
2. D2. Обычно это аналог положения L или 2. Также представляет собой функцию пониженной скорости для движения по спускам или подъемам. Его использование актуально при передвижении по песку, гололеду либо при езде в трудных условиях.
3. Экономичный — E. Его активация позволяет экономично использовать мощность двигателя, чтобы снизить расход горючего.
4. Зимний режим. Он может отмечаться как «Snow», «W», «HOLD», «Winter». При активации этого положения включается щадящий режим езды на заснеженной местности, к примеру, при езде по гололеду или грязи. В большинстве транспортных средств это положение имеет ограничения в регулярном использовании, связанные с увеличенной нагрузкой на механизмы и узла трансмиссии. Из-за перегрева его использование не допускается в теплое время года при езде по сухому асфальту.

Как работает планетарная передача

Почему в АКПП в подавляющем большинстве случаев применяется планетарная передача, а не валы с шестернями, как в механической коробке? Планетарная передача более компактна, она обеспечивает более быстрое и плавное переключение скоростей без разрыва в передаче мощности двигателя. Планетарные передачи отличаются долговечностью, так как нагрузка передается несколькими сателлитами, что снижает напряжения зубьев.

В одинарной планетарной передаче крутящий момент передается с помощью каких-либо (в зависимости от выбранной передачи) двух ее элементов, из которых один является ведущим, второй — ведомым. Третий элемент при этом неподвижен.

Неподвижный	Ведущий	Ведомый	Передача
Корона	Солнце	Водило	Понижающая
Водило	Солнце	Повышающая
Солнце	Корона	Водило	Понижающая
Водило	Корона	Повышающая
Водило	Солнце	Корона	Реверс, понижающая
Корона	Солнце	Реверс, повышающая

Для получения прямой передачи необходимо зафиксировать между собой два любых элемента, которые будут играть роль ведомого звена, третий элемент при таком включении является ведущим. Общее передаточное отношение такого зацепления 1:1.

Таким образом, один планетарный механизм может обеспечить три передачи для движения вперед (понижающую, прямую и повышающую) и передачу заднего хода.

Передаточные отношения одиночного планетарного ряда не дают возможности оптимально использовать крутящий момент двигателя. Поэтому необходимо соединение двух или трех таких механизмов. Существует несколько вариантов соединения, каждое из которых носит название по имени своего изобретателя.

Механизм Симпсона

Планетарный механизм Симпсона, состоящий из двух планетарных редукторов, часто называют двойным рядом. Обе группы сателлитов, каждая из которых вращается внутри своей коронной шестерни, объединены в единый механизм общей солнечной шестерней. Планетарный ряд такой конструкции обеспечивает три ступени изменения передаточного отношения. Для получения четвертой, повышающей, передачи последовательно с рядом Симпсона установлен еще один планетарный ряд. Схема Симпсона нашла наибольшее применение в АКПП для заднеприводных автомобилей. Высокая надежность и долговечность при относительной простоте конструкции – вот ее неоспоримые достоинства.

Механизм Равинье

Планетарный ряд Равиньё иногда называют полуторным, подчеркивая этим особенности его конструкции: наличие одной коронной шестерни, двух солнечных и водила с двумя группами сателлитов. Главным преимуществом схемы Равиньё является то, что она позволяет получить четыре ступени изменения передаточного отношения редуктора

Отсутствие отдельного планетарного ряда повышающей передачи позволяет сделать редуктор коробки очень компактным, что особенно важно для трансмиссий переднеприводных автомобилей. К недостаткам следует отнести уменьшение ресурса механизма приблизительно в полтора раза по сравнению с планетарным рядом Симпсона

Это связано стем, что шестерни передачи Равиньё нагружены постоянно, на всех режимах работы коробки, в то время как элементы ряда Симпсона не нагружены во время движения на повышенной передаче. Второй недостаток – низкий КПД на пониженных передачах, приводящий к снижению разгонной динамики автомобиля и шумности работы коробки.

Коробка передач Уилсона состоит из 3 планетарных редукторов. Коронная шестерня первого планетарного редуктора, водило второго редуктора, и коронная шестерня третьего постоянно соединены между собой, образуя единое целое. Кроме того, второй и третий планетарные редукторы имеют общую солнечную шестерню, которая приводит в действие передачи переднего хода. Схема Уилсона обеспечивает 5 передач вперед и одну заднего хода.

Планетарная передача Лепелетье объединяет в себе обыкновенный планетарный ряд и пристыкованный за ним планетарный ряд Равинье. Несмотря на простоту, такая коробка обеспечивает переключение 6 передач переднего хода и одну заднего. Преимуществом схемы Лепелетье является ее простая, компактная и имеющая небольшую массу конструкция.

Конструкторы постоянно совершенствуют АКПП, увеличивая количество передач, что улучшает плавность работы и экономичность автомобиля. Современные «автоматы» могут иметь до восьми передач.

Неисправности автоматической коробки передач

Считается, что классическая автоматическая коробка передач является самой надежной из всех разновидностей автоматических трансмиссий, но это не совсем так. При неправильной эксплуатации коробку-автомат можно «убить» очень быстро.

Под неправильной эксплуатацией АКПП следует понимать:

• спортивный стиль вождения, характеризующийся резкими ускорениями и торможениями с передачей максимального крутящего момента;
• систематический перегрев коробки передач, вызванный движением в пробках, высокой температурой наружного воздуха, буксованием, буксировкой другого автомобиля или прицепа;
• движение на непрогретой коробке передач в холодное время;
• нарушение периодичности обслуживания, в т.ч. замены масла, масляного фильтра.

Но даже при правильной эксплуатации со временем (100-150 тыс.км пробега) происходит физическое старение отдельных элементов коробки передач и выход их из строя.

Неисправности автоматической коробки передач условно можно разделить на две большие группы:

1. неисправности электронной системы управления коробки передач;
2. неисправности собственно коробки передач.

Неисправности электронной системы управления коробки передач

Основными неисправностями электронной системы управления автоматической коробки передач являются:

• неисправности входных датчиков, в т.ч. датчиков системы управления двигателем (расходомера воздуха, датчика положения дроссельной заслонки, датчика положения распределительного вала и др.);
• неисправности электронного блока управления;
• неисправности исполнительных устройств системы управления (увеличение сопротивления или обрыв обмотки электромагнитного клапана);
• нарушение целостности электрической проводки и соединений (замыкание, окисление, отсутствие контакта).

В электронной системе управления диагностику неисправностей осуществляет блок управления. Он контролирует множество параметров: сигналы входных датчиков, сопротивление выходных цепей, передаточное отношение коробки передач, путем сравнения сигналов датчиков на входе и выходе АКПП.

Если контролируемые параметры выходят за допустимые пределы блок управления записывает в память т.н. код неисправности (DTC, Diagnostic Trouble Code), который представляет собой определенную последовательность цифр. Чтение кодов производится специальным диагностическим оборудованием – сканером, а сам процесс называется компьютерной диагностикой.

Практически все неисправности электронной системы управления коробки передач определяются с помощью компьютерной диагностики. Сложнее обстоит дело с неисправностями электрической проводки, которые не всегда можно определить сканером. Эта группа неисправностей диагностируется путем визуального осмотра и прозвоном проводки.

При возникновении в памяти компьютера неисправности блок управления действует в соответствии с заложенной программой. Электронная система управления устроена так, что при сбое в процессе передачи данных для обеспечения работоспособности она использует замещающие сигналы. Это называется аварийной программой работы.

Так, сигналы датчика частоты вращения на входе АКПП замещаются сигналами датчика частоты вращения коленчатого вала, датчика частоты вращения на выходе АКПП – датчика частоты вращения колеса, датчика температуры рабочей жидкости – датчика температуры охлаждающей жидкости.

Для защиты коробки передач от перегрева программа управления сдвигает переходные режимы переключения передач к большим частотам вращения, а также производит снижение крутящего момента двигателя.

При выходе из строя исполнительных механизмов или самого блока управления система управления коробки передач переключается в аварийный режим работы. В аварийном режиме принудительно включается или сохраняется (если была включена) 3 передача. Аварийный режим не предполагает дальнейшей эксплуатации автомобиля, а позволяет доехать до ближайшей мастерской.

Помимо неисправностей системы управления переход коробки передач в аварийный режим может свидетельствовать о неисправностях механической или гидравлической части АКПП.

Почему запрещено буксировать авто с АКПП

Среди автомобилистов принято считать, что нельзя буксировать автомобиль на автомате. Это так, но только отчасти. В отличие от механики, где при буксировке вхолостую крутится несколько шестерён, в автомате задействуются все механизмы, что может вызвать перегрев и поломку.

Поэтому опытные автовладельцы утверждают, что буксировка авто с АКПП на одну ось в 25 км при скорости 50 км/ч не способно навредить. Потом надо сделать остановку на 1,5 часа для остывания агрегата и снова в дорогу. Кстати, если авто с приводом на заднюю ось, то достаточно просто убрать карданный вал. Если нет времени, то грузитесь частично: при переднем приводе – перед, а заднем – заднюю часть. Полноприводные авто вообще на буксире возить не следует, или же придётся снимать кардан. Либо полная погрузка на автоэвакуатор, что в итоге выйдет дешевле.

Лучше всего буксировать авто с АКПП с полной погрузкой