Гидромеханическая трансмиссия

Немного теории

Вы управляли автомобилем с МКПП и не относитесь к «чайникам»? Тогда на первых порах вождения АКПП следите за положением левой ноги. Приобретенная привычка нажимать педаль сцепления, которая отсутствует на авто, оснащенных АКПП может помешать во время езды. Очевидно: перед управлением машиной, оборудованной селектором, научитесь пользоваться только одной ногой — быстро перемещать правую ногу с педали «газа» на «тормоз», не вспоминая  при этом про сцепление.

Рычаг переключения скоростей в автомобилях, оборудованных АКПП, называется селектором, он дополнительно оснащен кнопкой разблокировки, предотвращающей неправильное переключение передач. Основное достоинство указанного типа коробок — возможность подбора электроникой передаточного числа, соответствующего условиям езды, без участия водителя. Отсутствует необходимость учиться плавно переключать передачи: «умная» коробка справляется с этой задачей самостоятельно.

Вождение машины, оснащенной автоматической коробкой передач, начинается с изучения основных режимов работы агрегата, имеющих соответствующие обозначения:

1. «Р» — парковочный, используется для пуска мотора. Селектор переключается в эту позицию при условии полной остановки ТС или при использовании ручника. Некоторые изготовители автомобилей с автоматическими коробками в инструкции по эксплуатации машины указывают необходимость использования ручного тормоза во время применения позиции «Паркинг».
2. «D» — движение вперед, позволяет авто двигаться вперед. От степени нажатия педали «газа» и условий движения транспортного средства передачи будут подбираться автоматически. Находясь в указанном режиме, машина, стоящая на наклонной поверхности, не будет скатываться назад, если угол наклона поверхности не слишком крутой.
3. «R» — задний ход, позволяет автомобилю двигаться назад. Включается это положение после полной остановки авто, плюс при выжатой педали «тормоза».
4. «N» — нейтралка, применяется для прогревания мотора в холодное время года, не рекомендуется переключать селектор в указанное положение во время движения машины. Обеспечивает холостую работу силового агрегата без передачи крутящего момента на колеса.
5. «D2» (или S) — понижение передачи, используется на спусках, подъемах. Остановить машину в этом режиме получится более эффективно, чем при положении «D». Коробка будет использовать только две передачи – первую и вторую.
6. «D1»(или L) — последующий диапазон уменьшения передачи, используется при обледенении дорог, горном серпантине, в отдельных случаях можно использовать для торможения двигателем. В этом режиме автомобиль всегда будет двигаться на первой передаче.

Переключение селектора из положения «D» в позиции «D3»(D2), «D2»(D1) выполняется при движении машины. Усовершенствованные автоматические коробки переключения передач имеют дополнительные режимы разгона:

• экономный — «Е»;
• нормальный — «N»;
• спортивный — «S».

Рекомендуем «чайникам» посмотреть видео о вождении машины с АКПП для начинающих:

Преимущества гидромеханической коробки

Широкое распространение получили машины, где устанавливается планетарная коробка передач. Она отличается своей компактностью. Имеющиеся здесь комплектующие детали, отличаются своей надежностью, хорошо переносят приходящиеся во время передвижения нагрузки. Следует отметить, что планетарные КПП передают большой крутящий момент. При ее работе отмечается минимальное количество шумов.

В ряде случаев, водители новички без опыта вождения решают сделать выбор в пользу машины, где имеется гидромеханическая коробка

За рулем такого авто можно хорошо сконцентрировать свое внимание на дороге

Плюсы и минусы гидромеханики

Автомобили, оснащенные АКПП, обеспечивают более безопасное и комфортное вождение, поскольку предоставляют возможность сконцентрироваться на дороге, не отвлекаясь на лишние действия. Особое преимущество получают начинающие водители, которым трудно использовать механику.

Важно! Если в автошколе ученик проходит обучение на авто с АКПП, он не сможет управлять транспортным средством с механической КП, так как в водительском удостоверении будет соответствующая пометка. К преимуществам автоматизированной коробки можно отнести следующее:

К преимуществам автоматизированной коробки можно отнести следующее:

• Передачи не нужно переключать вручную;
• Выполняется равномерная подача мощности. Авто, оснащенные АКПП, отличаются плавным ходом во время переключения скоростей.
• В случае с механической КП могут возникнуть трудности с троганием, при резком опускании сцепления двигатель может заглохнуть. В транспортных средствах с «автоматом» данный процесс контролируется электронными компонентами.

У коробки-автомат имеются и свои недостатки, главный из которых – это дороговизна обслуживания. Стоит отметить и высокие требования к условиям эксплуатации. Еще одним минусом является отсутствие возможности завести авто с «толкача», при севшем аккумуляторе.

Гидромеханика – это выбор тех автовладельцев, которые не стеснены в финансовых средствах и не готовы пожертвовать своим комфортом. При грамотном управлении и уходе машина с «автоматом» более надежна и безопасна в управлении.

Проверяем АКПП

Прежде всего нужно разобраться с возрастом “старушки”. Средний ресурс АКП составляет 200-300 тыс. км или 10-15 лет, после чего коробка действительно начинает стареть. Пока это не сказывается на ее работе, но пройдет несколько месяцев, и новый владелец такого автомобиля с удивлением обнаружит, что ему подсунули “гораздо лучшую вещь”. Поэтому – первое наше предупреждение: покупая машину со значительным пробегом или в возрасте около 10 лет и более, надо быть готовым к тому, что “автомат” долго не протянет

К сокращенному сроку службы АКП приводит и спортивный способ езды, а также использование машины в качестве тягача (обратите внимание на наличие буксировочного устройства или следов его установки). При покупке таких машин лучше отдать предпочтение автомобилям с перебранной коробкой передач. При этом желательно узнать, где она перебиралась, какими “болезнями” страдала, как ее отремонтировали

Терпеливо просмотрите все бумаги и выслушайте рассказы ремонтников, поскольку знать биографию автомобиля – совсем не лишнее.

При этом желательно узнать, где она перебиралась, какими “болезнями” страдала, как ее отремонтировали. Терпеливо просмотрите все бумаги и выслушайте рассказы ремонтников, поскольку знать биографию автомобиля – совсем не лишнее.

Первая проверка. При неработающем двигателе достаньте щуп коробки и посмотрите на цвет масла. При пробеге в 200 тыс. км масло должно быть темно-коричневым и слегка прозрачным, даже если его ни разу не меняли. А вот густое черное масло говорит о том, что коробку придется ремонтировать. Не забывайте и то, что в автоматической коробке нельзя полностью поменять масло. Даже если снять поддон и крышку блока клапанов, заменить можно только 50 процентов (и 80 процентов в “мерседесах” – так как там есть вторая сливная пробка в гидротрансформаторе). Для того, чтобы полностью заменить масло в АКП, ее нужно разобрать. Поэтому если вы видите на щупе неразбиравшейся АКП девственно-чистое масло, не обольщайтесь: “отец” вашей “невесты” явно подтасовал карты.

Неплохо бы проверить и уровень масла. Заведите двигатель и, пройдясь по всем положениям АКП, установите селектор в положение “P” (или “N” – на автомобилях фирмы “Крайслер” или переднеприводных вариантах “Мицубиси”). Затем замерьте уровень масла на минимальных оборотах холостого хода. Слишком низкий или слишком высокий уровень говорит о том, что бывший хозяин машины просто не разбирался в технике: эксплуатация с неправильным уровнем масла может привести к серьезным проблемам с АКП. Правда, не забывайте, что с нагревом (или охлаждением) уровень масла в коробке существенно меняется – до 50 мм. Обязательно проверьте, хотя бы наощупь, насколько масло нагрелось. Учтите, что щупы бывают разные: на одних есть метки только для холодного масла (+20oС), на других – для горячего (+60…70oС), а на третьих – и те, и другие.

На все приказы автоматическая коробка должна реагировать легко и непринужденно. Запустите двигатель, отключите кондиционер, затормозите машину рабочими тормозами и переведите селектор АКП из положения “N” поочередно в положение “D” или “R”. При этом, без задержки, должно произойти включение передачи с легким толчком вперед или назад. Если толчки окажутся сильными, то не спешите обвинить АКП во всех смертных грехах. Причиной подобных ударов могут быть повышенные обороты холостого хода двигателя, а также поломка опор силового агрегата. Но если вы заметили задержки включения передачи (более 3-5 сек.), значит АКП неисправна.

Предположим, что все предыдущие испытания коробка прошла успешно, осталось только прокатиться. Для этого нужно выбрать ровный горизонтальный участок дороги. Автомобиль должен тронуться плавно, без толчков и рывков, и вести себя так же при последовательном переходе на более высокие передачи. Правда, рывки и толчки – это не главное. Пробуксовка – вот основный признак неисправной АКП. При резком нажатии на педаль акселератора при скорости до 100 км/час АКП должна переключиться на более низкую передачу. Если есть возможность, поставьте машину на смотровую яму или подъемник и посмотрите на АКП снизу – нет ли там масляных подтеков? Масло подтекает, когда коробке явно нездоровится.

Про гидротрансформатор

Основой гидромеханического автомата является гидротрансформатор. Фактически в гидромеханической АКПП он выполняет роль, аналогичную сцеплению в обычном автомобиле – передает момент от двигателя к коробке.

Рекомендуем: Cистема питания двигателя внутреннего сгорания

Как видно из рисунка, устройство гидротрансформатора довольно простое и включает в себя три колеса специальной формы:

• насосное, осуществляющее связь между двигателем и гидротрансформатором;
• турбинное, выполняющее связь с валом (первичным) коробки передач;
• реакторное, предназначенное для усиления крутящего момента.

Все эти турбины закрыты специальным корпусом и на три четверти погружены в масло, заполняющее внутренний объем. Гидромеханический привод работает таким образом – насосное колесо, на которое поступает вращающий момент от двигателя, вращаясь, направляет на турбинное колесо поток масла, которое им раскручивается и предает усилие на вал коробки передач.

Происходит циркуляция масла по сложной траектории – с внешней части насосного кольца на внешнюю часть турбинного, а затем через центр устройства обратно к насосному. Следствием такого движения является гидромеханическая передача момента к коробке передач от мотора.

Такой гидромеханический привод обладает особенностью – из-за присутствия третьего, реакторного колеса, возможно усиление передаваемого момента. Происходит это благодаря его расположению в центре гидротрансформатора.

Когда осуществляется гидромеханическая передача момента, поток масла от турбинного колеса направляется к центру устройства и затем возвращается обратно к насосному. Однако на его пути расположено реакторное колесо, и поток, оказывая на него давление, вызывает с его стороны ответную реакцию, которая, воздействуя на турбину, усиливает момент, переданный от насосного колеса.

Такое дополнительное воздействие, возникающее, когда происходит гидромеханическая передача мощности от мотора, приводит к тому, что она увеличивается. Величина усиления зависит от разности скоростей межу колесами гидротрансформатора, чем она больше, тем более значительным оно будет. Это особенно полезно при начале движения, когда выполняется гидромеханическая передача мощности от двигателя, работающего на холостом ходу, к неподвижной трансмиссии.

Очень полезным фактом являет то, что гидравлический привод автоматически устанавливает нужное передаточное число между колесами и двигателем, благодаря изменению величины напора жидкости при ее передаче между напорным и турбинным дисками.

Однако диапазон такого изменения достаточно небольшой, и при этом отсутствует возможность, используя гидромеханический привод, разорвать связь между трансмиссией и мотором, поэтому гидротрансформатор работает последовательно с планетарной коробкой, позволяющей устранить отмеченные недостатки.

В состав трансмиссии автомобиля входят:

Сцепление

Сцепление. Работа данного механизма основана на действии силы трения скольжения (фрикционная муфта); механизм предназначен для передачи крутящего момента, также плавного переключения передач, гашения крутильных колебаний, кратковременного соединения трансмиссии маховика двигателя.

Термин «сцепление» относят к компоненту трансмиссии транспортного средства, которое предназначено для подключения или отключения двигателя внутреннего сгорания с коробкой передач. Сцепление несет функцию временного разобщения коленчатого вала двигателя с силовой передачей автомобиля, что является необходимым при переключении шестерен в коробке передач и при торможении автомобиля вплоть до его остановки. Также, сцепление позволяет плавно (без рывков) трогаться с места;

Advertisement

Коробка передач

Коробка передач. Коробка передач предназначена для изменения частоты и крутящего момента на ведущих колесах в более широких пределах, чем это может обеспечить двигатель транспортного средства. Также коробка передач обеспечивает автомобилю способность движения задним ходом и длительного отключения двигателя от движения при пуске двигателя и работе его на стоянках;

Раздаточная коробка

Раздаточная коробка. Это не что иное, как агрегат для распределения крутящего момента от двигателя на несколько приводных механизмов, которые в большинстве случаев также увеличивают число передач в трансмиссии. Раздаточная коробка распределяет крутящий момент между ведущими мостами так, чтобы обеспечивалась наилучшая проходимость автомобиля без возникновения негативного явления – «циркуляции мощности» в трансмиссии; увеличивает крутящий момент на ведущих колесах в пределах, необходимых для преодоления сопротивления качению колес при движении по плохим дорогам, а также на крутых подъемах; обеспечивает более устойчивое движение машины с малой скоростью при работе двигателя в режиме максимального крутящего момента;

Коробка отбора мощности

Коробка отбора мощности. Механизм, предназначенный для привода всевозможных рабочих органов оборудования, установленного на автомобильном шасси, посредством карданного вала или гидравлического насоса;

Главная передача

Главная передача. Является одним из важнейших элементов трансмиссии. В наиболее распространенном варианте состоит из двух шестерен (ведомой и ведущей), призванном преобразовывать крутящий момент, поступающий от коробки передач, и передавать его на ведущую ось. От конструкции главной передачи зависят тягово – скоростные характеристики автомобиля и расход топлива;

Дифференциал

Дифференциал. Это механизм по передаче мощности посредством вращения с одновременным делением единого потока мощности на два дифференциально связанных или суммированием двух независимых потоков мощности в один;

Как работает делитель на камазе

Карданная передача

Карданная передача. Данный механизм передает крутящий момент между валами, пересекающимися в центре карданной передачи и имеющими возможность взаимного углового перемещения;

Шарнир равных угловых скоростей

Шарнир равных угловых скоростей — не является отдельным элементом трансмиссии, так как выполняет роль главной передачи. Шарнир равных угловых скоростей обеспечивает передачу крутящего момента при углах поворота до 70ᴼ относительно оси.

Функции гидротрансформатора

Гидравлический трансформатор, по сути, являет собой усовершенствованную гидромуфту. Обычная муфта выполняет задачу простого вращения, то в случае АКПП добавляется увеличение крутящего положения. Агрегат выполняет несколько основных функций, одной из которых является демпфирующее действие во время вращательного движения. При постоянной разнице скорости вращения возникают потери, поэтому происходит блокировка, в результате которой вращающий момент начинает передаваться через демпфирующие пружины. Блокировочная муфта выполняет еще одну полезную функцию, предотвращение повышения расхода топлива. Говоря о функциях гидромеханической трансмиссии автомобиля, стоит отметить и некоторые негативные факторы.

Важно! При блокировке нередко наблюдается повышенное давление на важные компоненты мотора и трансмиссии. Фрикционные компоненты могут изнашиваться быстрей, а в масло могут попадать частицы, образовавшиеся в результате трения

В результате ходовые характеристики могут ухудшиться, а смена передачи перестанет быть плавной. Автовладельцам необходимо беречь коробку во время разгона или торможения.

Гидротрансформатор

Гидротрансформатор представляет собой гидравли­ческий механизм, который размещен между двигателем и механической коробкой передач. Он состоит из трех колес с лопатками:

• насосного (ведущего);
• турбинного (ведомого);
• реактора.

Насосное колесо 3 закреплено на маховике 1 двигателя и образует корпус гидротрансформатора, внутри которого размещены тур­бинное колесо 2, соединенное с первичным валом 5 коробки передач и реактор 4, установленный на роликовой муфте 6 свободного хода. Внутренняя полость гидротрансформатора на 3/4 своего объема заполнена специальным маслом малой вязкости.

Каждое колесо имеет наружный и внутренний торцы, между которыми располагаются профилированные лопасти, образующие каналы для протока жидкости. Все колеса гидротрансформатора максимально приближены друг к другу, а вытеснению жидкости препятствуют специальные уплотнения.

Промывка акпп: соляркой, промывочным маслом и другими способами

При работающем двигателе насосное, колесо вращается вместе с маховиком двигателя. Масло под действием центробежной силы поступает к наружной части насосного колеса, воздействует на лопатки турбинного колеса и приводит его во вращение. Из турбинного колеса масло поступает в реактор, который обеспечивает плавный и безударный вход жидкости в насосное колесо и существенное увеличение крутящего момента. Таким образом, масло циркулирует по замкнутому кругу и обеспечивается передача крутящего момента в гидротрансформаторе.

Характерной особенностью гидротрансформатора является увеличение крутящего момента при его передаче от двигателя к первичному валу коробки передач. Наибольшее увеличение крутящего момента на турбинном колесе гидротрансформатора получается при трогании автомобиля с места, при этом коэффициент трансформации может составлять до 2,4. В этом случае реактор неподвижен так как заторможен муфтой свободного хода. По мере разгона автомобиля увеличивается скорость вращения насосного и турбинного колес. При этом муфта свободного хода расклинивается и реактор начинает вращаться с увеличивающейся скоростью, оказывая все меньшее влияние на передаваемый крутящий момент. После достижения реактором максимальной скорости вращения гидротрансформатор перестает изменять крутящий момент и переходит на режим работы гидромуфты. Таким образом, происходит плавный разгон автомобиля и бесступенчатое изменение крутящего момента.

Гидротрансформатор автоматически устанавливает необходимое передаточное число между коленчатым валом двигателя и к ведущими колесами автомобиля, Это обеспечивается следующим образом: с уменьшением скорости вращения ведущих колес автомобиля при возрастании сопротивления движению возрастает динамический напор жидкости от насоса на турбину, что приводит к росту крутящего момента на турбине, следовательно, на ведущих колесах автомобиля.

КПД гидротрансформатора определяет экономичность его работы. Максимальное значе­ние КПД гидротрансформатора может быть от 0,85 до 0,97, но обычно находится в диапазоне от 0,7 до 0,8. В комплексном гидротрансформаторе на режиме гидромуфты можно получить максимальное значение КПД до 0,97.

Изменение режимов работы гидротрансформатора происходит автоматически. Если увеличивать нагрузку на выходе из гидротрансформатора, то происходит уменьшение угловой скорости турбины, что приводит к увеличению коэффициента трансформации.

К сожалению, гидротрансформатор имеет малый диапазон передаточных чисел, не обеспечивает движения задним ходом, не разобщает двигатель от трансмиссии (необходима сложная система опорожнения проточных частей от рабочей жидкости). Поэтому за гидро­трансформатором устанавливают специальную планетарную коробку передач, которая компенсирует указанные недостатки.

АКП с электронным управлением

В качестве примера современной АКП с электронным управлением рассмотрим шестиступенчатую коробку передач 09G японского концерна AISIN.

АКП состоит из гидротрансформатора, механической планетарной коробки передач с многодисковыми фрикционами и многодисковыми тормозными механизмами, гидравлической системы, систем охлаждения и смазки, электрической системы.

Планетарные ряды объединены по схеме, разработанной Лепеллетье (Lepelletier). Крутящий момент двигателя подводится к одинарному планетарному ряду. Далее он направляется на сдвоенный планетарный ряд Равиньо (Ravigneaux).

Управление одинарным планетарным рядом производится посредством многодисковых муфт K1 и K3 и многодискового тормоза B1. Число сателлитов в планетарных рядах выбирается в зависимости от передаваемого крутящего момента.

Сдвоенный планетарный ряд управляется посредством многодисковой муфты K2, многодискового тормоза B2 и обгонной муфты F. В системе управления муфтами предусмотрены устройства динамической компенсации рабочего давления, которые делают работу муфт независящей от частоты вращения. Муфты K1, K2 и K3 служат для подвода крутящего момента к планетарным рядам, а с помощью тормозов B1 и B2, а также обгонной муфты обеспечивается передача реактивных моментов на картер коробки передач.

Давление в рабочих цилиндрах муфт и тормозов изменяется посредством регулирующих клапанов.

Обгонная муфта F представляет собою механизм, который работает параллельно с тормозом.

Система управления переключением передач

Малый диапазон возможного изменения момента и скорости вращения вынудил проектировщиков дополнить гидротрансформатор механической коробкой переключения передач. В гидромеханической коробке-автомате для легкового транспорта используют несколько редукторов планетарной передачи, включаемых в работу с помощью фрикционных муфт. Включение фрикциона осуществляется сжатием пакета фрикционных накладок с помощью гидравлического поршня особой конструкции.

Насос, запитывающий гидравлику привода, обычно устанавливается в непосредственной близости от гидротрансформатора. Для управления гидравлическими клапанами и золотниками системы в современных авто применяют электромагнитные соленоиды, управляемые электроникой. Для компенсации ударных контактных нагрузок применяют обгонные муфты, что добавляет плавности при вхождении в зацепление шестерен коробки.

К сведению! В большинстве современных гидромеханических коробок-автоматов реализована функция автоматического выключения гидротрансформатора при движении на скорости более 20-25 км/ч. Это позволяет значительно уменьшить потери, связанные с передачей момента, особенно при высоких оборотах вращения, когда гидравлические потери растут быстрее механических.

Как ездить на автоматической КПП и чего нельзя делать?

Чтобы правильно эксплуатировать коробку передач надо знать и учитывать основные правила:

• заводить авто только при нажатии педаль тормоза;
• дожидаться толчка, указывающего на полноценный запуск и лишь после этого жать на газ;
• при буксировании делать переход на сниженную передачу;
• при буксировке с запущенным мотором, скорость автомобиля должна быть не больше 50 км\ч, максимальное расстояние – 40 км, после чего надо дать остыть агрегату. В ином случае система продолжит работать «на сухую», что приведёт к быстрому износу деталей;
• при буксировании надо выбрать режим D2 либо L, регулируя при помощи педали тормоза вращение колёс.

Категорически запрещено:

• движение при парковочном положении рычага;
• спуск при нейтральной передаче;
• завод с толкача. В ином случае коробка может не прослужить и половину своего ресурса;
• установка рычага в положении «Р» и «N» при длительном простое;
• включение заднего хода, не дожидаясь полного прекращения езды в режиме движения впёрёд;
• включать режим «D» без полной остановки авто после режима заднего хода;
• переключение в режим «Р» до постановки на ручник;
• нельзя буксировать машину, если её вес больше другого ТС;
• применять режим «N» при обычной езде. Этот режим нужен только для эвакуации авто. Если его применять в других случаях, то может произойти гидравлический удар и быстрый износ коробки передач. В пробке можно и нужно применять режим «D» при нажатой педали тормоза столько, сколько это необходимо;
• переходить в режим нейтралки на ходу из режима «D». В этом случае автомобиль может заглохнуть и стать неуправляемым;
• при остановке на пригорке нельзя устанавливать режим паркинга. Правильнее – поставить авто на ручник, а только затем селектором выбрать режим «P». Для начала езды надо нажать на педаль тормоза, затем убрать ручной тормоз и только потом выбрать режим для движения.

Автомобилист должен изучить перечисленные правила перед началом использования АКПП. Их несоблюдение может стать причиной серьёзных неисправностей.

Вот стандартный порядок действий при трогании с места на авто на «автомате»:

1. Вставьте ключ в замок зажигания. До запуска стартера подождите несколько секунд, чтобы сработал бензонасос.
2. Нажмите педаль тормоза. Проверьте, чтобы на селекторе был выбран режим «P».
3. Не отпуская педаль тормоза, заведите автомобиль.
4. Не убирая ногу с тормоза, установите режим «D».
5. Уберите ногу с педали тормоза, сразу после этого авто начнёт двигаться впёрёд со скоростью 5 км/ч.
6. Чтобы увеличить скорость движения, следует нажать на «газ». Чем сильнее нажатие, тем выше разгон и передача.
7. Если понадобится остановить автомобиль, надо убрать ногу с педали газа и этой же ногой нажать на педаль тормоза.
8. Для кратковременной остановки установите селектор в режим «P», не отпуская педаль тормоза. При езде в пробке в режим паркинга переходить не надо. Чтобы продолжить движение, надо убрать ногу с педали тормоза и нажать педаль газа.

Отмечу, что современные автоматические коробки передач обладают кнопками «+» и «-», которыми можно повышать или понижать передачу вручную, так же как на механике. Когда следует переходить на режим «M»:

• При езде по грунтовке или бездорожье по низкой передаче.
• Для активной езды и манёвров.
• При съезде накатом с горки, с торможением двигателем. Если в этом случае применить режим нейтралки, то это со временем может повредить АКПП, а если применять режим «D», то скорость со временем будет возрастать.