Все о коробке автомат, АКПП — как работает коробка-автомат разных конструкций
Роботы внедрили на модели и С, машины предназначались для кольцевых гонок. Виды трансмиссий Более чем столетняя история развития автомобилестроения принесла в современный мир не только экологичные и мощные двигатели, но и усовершенствованные коробки переключения передач. Однако на самом деле правил не так уж и много, и знать их нужно очень хорошо.
Это вполне объяснимо - с ними гораздо удобнее в повседневном использования, а многие их «детские болезни» первых лет выпусков давно решены. Современные АКПП могут быть как крайне быстрыми переключение передач за мс как у Porsche , так и крайне эффективными не уступающими по экономии топлива стандартным ручным коробкам передач. Многие автолюбители никак не могут освоить «механику» и тонкости переключения передач, поэтому они без раздумий переходят на машины с «автоматом».
Но здесь нужно учитывать, что автоматические коробки бывают различными и у каждой из них есть свои особенности. Так какими же бывают АКПП? В чем их отличия?
Можно выделить несколько основных видов автоматических коробок передач - кулачковая коробка передач , роботизированная механика , вариатор и гидромеханическая коробка передач. Рассмотрим особенности, преимущества и недостатки каждого «автомата». Самый популярный тип коробок передач, известен он еще по старым моделям первых авто с автоматами. Речь идет о гидромеханическом «автомате». К особенностям данной коробки можно отнести тот факт, что колеса и двигатель не имеют прямой связи и за передачу крутящего момента отвечает «жидкость» гидротрансформатора.
Плюсы такого автомата в потрясающей мягкости переключений, возможности «переваривать» крутящий момент даже очень мощных двигателей и высокой живучести таких коробок. Минусы у авто с такой коробкой передач: более высокий расход топлива, увеличение общей массы автомобиля, крайняя нежелательность буксирования авто с такой коробкой.
Несмотря на эти минусы, гидромеханика поистине универсальна, и не зря компания Mercedes-Benz до сих пор использует только этот тип автоматических коробок передач. Второй тип «автомата» - вариатор, который часто обозначается аббревиатурой CVT. Данная коробка имеет большие отличия перед обычным «автоматом». Технически в ней отсутствует такое понятие как «переключение передач» и именно по этому эту коробку еще называют «бесступенчатая трансмиссия».
Передаточное число в такой АКПП изменяется непрерывно и плавно, позволяя «выжимать» из двигателя максимум мощности. Основной недостаток вариатора — монотонность «звучания». Интенсивный разгон автомобиля происходит с постоянным одинаковым звуком двигателя, что выдерживают далеко не все водители.
В новых моделях эту проблему постарались решить за счет создания «псевдо» передач, когда вариатор стремится имитировать работу классических коробок автомат.
К преимуществам вариатора можно отнести более низкий вес, экономичность и хорошую динамику. Минус — в крайне дорогом ремонте коробок автомат, а так же в невозможности работать с мощными двигателями. Следующий тип — роботизированная механика. Конструктивно такая коробка очень напоминает стандартную механическую коробку. В ней есть сцепление или несколько и валы передачи мощности от двигателя.
В случае наличия пары сцеплений одно из них несет ответственность за четные передачи, а второе — за нечетные. Как только электроника делает вывод о необходимости переключения, диск одного сцепления плавно размыкается, а второй, наоборот, смыкается.
Основное отличие от ручной коробки — полностью автоматическое управление. Но реализовать данную идею смогли не сразу. В серию, автомобили с автоматической коробкой переключения передач попали только в году, АКПП стали комплектовать автомобили фирмы Buick. Хотя на самом деле серийные автоматические коробки переключения передач появились немного раньше. АКПП оснащались городские автобусы в Швеции еще в году. Нужно отметить что, к появлению гидромеханической коробки передач привели три независимые линии разработок, позже которые были объединены в ее конструкции.
В основу АКПП встал гидротрансформатор, изобретение профессора Феттингера, патент на который им был получен еще в году. Два других элемента - это планетарный редуктор и гидравлическая система управления. Современная автоматическая коробка переключения передач, в отличие от классической механики, работает в иных условиях и по другому принципу, хоть и основное назначение неизменно.
Гидротрансформатор или преобразователь крутящего момента, включает в себя насос, турбину и статор. Все детали гидротрансформатора заключены в общем корпусе. Гидротрансформатор заполнен специальным маслом, насос создает внутри гидротрансформатора поток масла, который вращает колесо статора и турбину. Тем самым передавая крутящий момент с двигателя.
Планетарная передача состоит из нескольких шестерен они называются планетарными или сателлитами , вращающихся вокруг центральной шестерни. Планетарные шестерни фиксируются вместе с помощью водила.
Кроме этого, дополнительная внешняя кольцевая шестерня имеет внутреннее зацепление с планетарными шестернями. Сателлиты, закрепленные на водиле, вращаются вокруг центральной шестерни, внешняя шестерня — вокруг сателлитов. Передаточные отношения достигаются путем фиксации различных деталей относительно друг друга.
Для получения большего диапазона передаточных чисел в современных коробках используется несколько планетарных передач. Гидравлика работает в полном симбиозе с остальными частями АКПП и ее работу можно сравнить с кровеносной системой. Жидкость, используемая в качестве рабочей, помимо создания давления в системе, обладает так же набором полезных функций.
Таких как смазывание, отвод тепла и очищение внутренностей АКПП от загрязнений. Роботизированная коробка передач - это логическое продолжение развития механической коробки.
Робот это не что иное, как механическая КПП, в которой выжим сцепления и переключение передач выполняют два сервопривода актуатора , управляемые электронным блоком.
По факту робот впитал в себя все положительные стороны механической кпп и удобство автомата. Первый прототип робота появился в году, Адольф Кегресс создал трансмиссию с двойным сцеплением, но дальнейшее развитие этого перспективного изобретения остановилось на следующие 40 лет.
Всему виной отсутствие финансирования проекта. В серию роботизированные коробки передач попали очень нескоро, но обкатать технологию решились инженеры Porsche.
Роботы внедрили на модели и С, машины предназначались для кольцевых гонок. К сожалению, недоработка конструкции и значительный вес коробки не позволил технологии выйти за пределы трека. Серийная роботизированная коробка появилась только в году. Отважилась на такой шаг компания Volkswagen, установив преселективную трансмиссию на спорт версию модели Golf 4 R Производителем коробки была компания BorgWarner.
По сей день концерн VAG активно продвигает этот тип коробок на своих моделях. Особенность такой коробки заключается в конструкции, а именно в наличии двух сцеплений. Принцип работы такой коробки состоит в том, что на одно сцепление завязаны четные передачи, а на второе нечетные. В процессе движения крутящий момент передается по одному сцеплению, то есть диск сомкнут.
В это же время диск второго сцепления разомкнут, но внутри самой коробки следующая передача уже сформирована и когда приходит время переключения, первый диск просто размыкается, а второй синхронно смыкается.
Такая схема работы обеспечивает плавность переключения и отсутствие рывков. Вариаторные трансмиссии CVT считаются прямыми последователями классических гидромеханических кпп.
Есть устойчивое мнение, что за CVT — коробками будущее, опять таки, учитывая городскую эксплуатацию автомобилей. Этим автомобилем оказался не грузовик, как многие могли подумать, а маленький легковой автомобиль.
К сожалению, особой надежностью и длительным ресурсом конструкция не отличалась. Компания Volvo в свою очередь, долгие годы пыталась развить технологию, но все закончилось сворачиванием разработок. Неожиданное продолжение истории вариатора дала Япония. Причиной возврата и доработки вариатора послужила необходимость адаптации автоматических коробок к условиям эксплуатации в режиме городских пробок.
Работа переключений передач на АКПП напрямую завязана на обороты двигателя. Классический автомат в режиме городских пробок, на малом расстоянии и на малом ходу начинал переключать передачи с первую на вторую, когда этого совершенно не нужно. В другом случае, двигаясь «накатом», АКПП держала передачу, не уходя на пониженную, долгое время ожидая от водителя команды на разгон. Такое поведение коробки давало большую нагрузку на собственные узлы, что вело к увеличенному расходу топлива, повышенному износу и раннему выходу из строя.
Все это привело к интенсивной доработке акпп, но результатом стал принципиально новый тип кпп — CVT. Самое удивительное, что первый вариатор был придуман Леонардо да Винчи в году. На чертежах изобретателя можно увидеть схему из параллельных конусов и перекинутого между ними ремня, способного перемещаться поперек оси вращения конусов, что позволяло менять передаточное отношение пары.
