Автоматическая коробка передач для новичка: виды, принцип работы

Что такое ЭБУ и как его отремонтировать?

Автоматическая коробка передач – это тип трансмиссии, который включает гидротрансформатор, планетарный ряд, систему управления.

Электронный блок управления АКПП – это автоматизированное устройство, позволяющее выбрать программу работы коробки. Оно имеет небольшие габариты, сложное строение, из-за чего его ремонт в домашних условиях достаточно проблематичен, может привести к выходу из строя всего агрегата.

Особенности функционирования ЭБУ

Электронный блок – это составляющий узел трансмиссионной системы. Как правило, он рассчитан на весь срок эксплуатации коробки автомат, способствует оптимизации показателей динамики хода.

Система управления включает хранящую алгоритм работы постоянную память, в которую представляется возможным внести изменения. Оперативная память устройства позволяет обрабатывать данные, получаемые с датчиков во время передвижения. Следует отметить наличие специального чипа, который выполняет соответствующие команды.

Где находится блок управления АКПП? Данное устройство может располагаться либо внутри, либо вне коробки. Также, на ряде версий авто он совмещается с мотором.

При внутреннем размещении все провода расположены внутри корпуса АКПП. Главный недостаток такой установки – воздействие высокой температуры на электронику. Чтобы осуществить ремонт блоков управления АКПП, требуется разборка коробки.

Признаки поломок электронного блока

ЭБУ поддерживает программы, которые учитывают данные о скорости, анализируют информацию, поступающую с блока ABS. Благодаря этому обеспечивается сбалансированная работа КПП.

Отремонтировать блок управления необходимо, если стали периодически выскакивать ошибки по работе коробки.

Выделяются следующие причины поломок ЭБУ КПП:

• механическое повреждение;
• произошел скачок напряжения в автомобильной системе;
• воздействие влаги;
• перегрев коробки;
• вибрации.

Поломки связаны и с выгоранием платы. Из-за этого перестанет обрабатываться управляющая информация. Как правило, требуется перепайка процессора. Данная процедура отличается трудоемкостью. Многие автомобилисты, столкнувшиеся с данной проблемой, решают заменить вышедшую из строя запчасть на новую.

Недопустимо осуществление дальнейшей эксплуатации автомобиля, если имеется нарушение герметичности корпуса. Появление трещин на его поверхности приведет к попаданию внутрь влаги, в результате окислятся электронные элементы устройства.

Неполадки в работе коробки могут проявляться в вялом разгоне, сложностях с переключением скоростей. При возникновении дефектов с данным устройством, АКПП переходит в аварийный режим.

Таким образом, большинство автомобилей комплектуются отдельным блоком управления, который совмещен с мотором. Он может быть размещен в салоне, подкапотном пространстве. Симптомы того, что электронный блок дает сбой – переход машины на 3-ью передачу, невозможность включения иных скоростей. Неквалифицированный ремонт блока управления приведет к полному выходу из строя всех рабочих систем автомата.

Как проверить состояние блока управления АКПП?

Благодаря электронному блоку обеспечивается комфорт вождения. Его профессиональная диагностика позволяет выявить причины некорректной электронной работы КПП.

Чтобы осуществить диагностику, ЭБУ следует подключить к ПК для считывания кодов ошибок. Проверке подлежат шлейфы, идущие от автомата к блоку. На датчиках не должно отмечаться никаких загрязнений.

Ремонт блока АКПП отличается сложностью, именно поэтому его следует доверить соответствующим специалистам. Комплексная диагностика коробки начинается с осмотра агрегата, проводится компьютерная диагностика, включающая проверку электронных датчиков в КПП. Подлежит тестированию проводка, которая соединяет блок с трансмиссией. На основании полученных показателей, составляется план ремонта.

Таким образом, один из составляющих элементов трансмиссии – ЭБУ. Во время передвижения он постоянно анализирует информацию, передает выходные команды соленоидам АКПП. Провести самостоятельно восстановление работы данного блока, не обладая определенными навыками, невозможно. Учитывая это, правильным решением является обращение в автомастерскую, которая специализируется на ремонте электронных систем управления.

Режимы работы автоматической коробки передач

Если вы ни разу не ездили на автомобиле с автоматической коробкой, нужно сначала узнать, какие есть режимы работы у коробки, как они обозначаются на панели и как ими пользоваться. Неправильное управление может привести к поломке коробки и дорогостоящему ремонту.

Все управление коробкой передач осуществляется через ручку, ее определенное положение включает определенный режим работы. На разных моделях АКПП количество режимов может быть разным.

Основные режимы работы АКПП

• P — Parking (парковка). Является аналогом ручника на «механике». Этот режим включается, когда машина стоит на парковке. При таком положении ручки передние ведущие колеса блокируются не прижатием тормозных колодок, блокировкой выходного вала трансмиссии.
• N — Neutral (нейтральное положение). Колеса и вал не заблокированы, но и не связаны с двигателем. В таком положении машина может двигаться накатом. Если оставить автомобиль на стоянке в таком положении, то машина может покатиться под уклон, поэтому нельзя оставлять машину на парковку при таком режиме. Это положение используется при буксировке автомобиля.
• R — Reverse (задняя скорость). Включает движение задним ходом. Для того, чтобы тронуться задним ходом надо нажать на педаль тормоза, перевести селектор в положение «R», отпустить тормоз, нажать газ.
• D или A— Drive или Automat (основной режим движения). Используется во время езды в режиме автоматического переключения скоростей.
• L или B или цифра 1 — Low (режим пониженной передачи). Аналог первой передачи на «механике», который предполагает езду на пониженной скорости. На некоторых моделях режим B включает блокировку дифференциала.
• M — Manual (режим ручного переключения скоростей). Используется когда водителю требуется самому включать нужную передачу. Работает по аналогии с механической коробкой, только в более упрощенном варианте. Управление коробкой передач при этом режиме происходит за счет специальных кнопок «+» и «–» (подрулевых лепестков).
• S или PWR — Sport или Power (спортивный режим). При этом режиме переключение передач происходит при высоких оборотах двигателя без потери скорости. Подразумевает возможность быстрого разгона и набора скорости, например при обгоне. Также используется для активной езды на максимальных оборотах двигателя.
• O/D — OverDrive. Овердрайв — это повышенная передача, этот режим представляет собой аналог пятой передачи в механической коробке. Режим овердрайв используется при езде за городом с ровной скоростью свыше 50 км/ч, при езде на высокой скорости. Он экономит расход топлива.
• D3 или O/D OFF — отключение овердрайва.
• W или S или цифра 2 — Winter или Snow (зимняя езда). Подразумевает трогание с места и езду не выше второй скорости. Используется в зимний период при плохих дорожных условиях.
• «3» – режим движения не выше третьей передачи.
• E — Economic (экономичный режим).
• Shift lock — кнопка разблокирования селектора коробки при заглушенном моторе. АКПП автоматически блокируется когда выключен двигатель. То есть, чтобы перевести селектор в положение Drive из положения Parking, нужно сначала завести мотор, при заглушенном моторе сделать этого не получится. Но если нажать кнопку Shift lock, то можно будет перевести селектор в любое положение. При нормальной работе АКПП эту кнопку лучше не использовать, она предназначена для механиков, которые ремонтируют автоматические коробки.
• Kick-down — «пинок вниз». Нечто вроде пониженной передачи на «механики». Нажатие этой кнопки позволяет резко набрать высокую скорость путем переключения на пониженную передачу. Кнопка находится под педалью газа. При резком нажатии на газ до упора происходит включение kickdown.

Дополнительные режимы

Во многих современных авто могут встречаться расширенные версии АКПП с дополнительными режимами работы.

На ручке трансмиссии можно встретить следующие значки:

1. «D», «O/D» (Over Drive). Опция, обеспечивающая автоматическое включение на более высокую скорость. Применяется при движении за городом. В большинстве случаев имеет вид кнопки на коробке передач.
2. «D3», «O/D» Off. Отключает рассмотренную выше опцию. Для 4-ступенчатых автоматических трансмиссий при включении этого режима выключается четвертая скорость, что защищает муфту от многих блокировок. Опция применяется для движения в городе или торможения мотором.
3. «L», «1». Режим 1-й скорости, включение понижающей передачи.
4. «S», «2», «W». Включение диапазона более низких скоростей, а именно 1-й или 2-й. Актуален при движении в зимнюю погоду.
5. «E». Режим уменьшенной экономии топлива. Обеспечивает плавное ускорение и движение.

В большинстве случаев указанные выше режимы включается кнопкой или тумблером, расположенными возле ручки АКПП или на приборной панели.

Для наглядности сведем информацию в таблицу.

Номер п/п	Название режима	Описание
1	P	Паркинг, необходим для пуска мотора
2	N	Нейтральная передача. Используется при остановке на небольшой промежуток времени
3	R	Движение назад
4	D	Движение вперед
5	D3	Режим, предусматривающий езду на 1-й — 3-й скорости
6	L	Включение понижающей скорости
7	O/D	Овердрайв
8	М	Переключение скоростей вручную
9	Е	Эконом-режим
10	S	Спортивный режим
11	W	Опция для безопасного движения зимой

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

Особенности машин с АКПП, их плюсы и минусы, отличие о механики

Автоматическая коробка передач кардинально отличается от механической трансмиссии. Она может быть вариаторной, роботизированной и классическим гидроавтоматом.

За время выпуска такие трансмиссии значительно усовершенствовались:

• увеличилось число скоростей от 3-х до 8-ми;
• улучшилась динамика;
• уменьшились задержки при переключении;
• повысилась экономичность и т. д.

В салоне автомобиля изменилось количество педалей, которых стало две (сцепление больше не нужно).

Ручка АКПП используется не для переключения скоростей, а для установки оптимального режима работы трансмиссии. Для начала движения водителю достаточно нажать на тормоз, включить режим «D» (Drive) и выжать педаль газа.

Преимущества коробки-автомат:

• быстрая скорость разгона на трансмиссиях DSG от Фольксваген с 6-ю и 7-ю ступенями, а также двумя дисками сцепления;
• удобство и легкость управления, простота начала движения;
• увеличение ресурса двигателя и коробки-передач;
• наличие автоматики для контроля трансмиссии;
• экономия топлива (только для современных вариаторов и коробок-автомат), на старых машинах с такой трансмиссией расход топлива, как правило, выше, чем на автомобили с механикой.

Недостатки:

• не лучшая динамика для старых АКПП;
• более высокий расход для большей части коробок-автомат;
• потребность в больших объемах ATF масла;
• необходимость более длительного прогрева двигателя зимой;
• более высокая цена машины;
• дополнительные расходы на ремонт;
• запрет буксировки на гибкой / жесткой сцепке (почти для всех АКПП);
• опасность повреждения при частых нагрузках из-за применения прицепа;
• сложность обслуживания.

Стоит ли покупать автомобиль с коробкой DSG? Характерные поломки трансмиссии, ее преимущества и недостатки

Плюсы и минусы автоматической КПП

На каждый вид трансмиссии найдется свой любитель. В связи все с большим распространением автоматических КПП следует обозначить их плюсы и минусы для грамотного подбора под нужды автовладельца.

Плюсами являются:

• автоматическое переключение передач, при котором не нужно отвлекаться, что особенно актуально для начинающих водителей;
• облегченный процесс трогания с места;
• более щадящая эксплуатация ходовой части и двигателя благодаря работе гидротрансформатора;
• улучшенная проходимость в большинстве условий.

К минусам можно отнести:

• не подходит для любителей быстрых разгонов;
• более низкая приемистость по сравнению с аналогичным автомобилем с МКПП;
• невозможно завести с толчка;
• буксирование нежелательно и возможно только при соблюдении определенных условий;
• неправильная эксплуатация приводит к поломкам;
• дорогой ремонт и обслуживание.

При правильном эксплуатировании машины с АКПП ресурс коробки достаточно высок и практически не уступает МКПП. Комфортность вождения, особенно в городских условиях, доставит немало приятных минут.

Назначение и особенности устройства АКПП

Благодаря коробке-автомату двигатель машины способен работать в условиях ограниченного диапазона оборотов. При этом она обеспечивает ему широкий диапазон скоростей. Благодаря этому агрегату управление машиной стало намного проще для водителя.

Среди основных элементов классической автоматической трансмиссии:

• гидротрансформатор;
• муфты (фрикционные, обгонные);
• планетарные редукции;
• соединительные валы;
• барабаны.

В некоторых случаях конструкция АКПП включает в себя тормозную ленту, которая выполняет функцию затормаживания одного из барабанов. Исключение — автоматические коробки передач производителя Honda. Для них используются не планетарные редукторы, а специальные валы с шестернями (они также применяются в МКПП).

Видео об устройстве автоматической коробки передач:

https://www.youtube.com/watch?v=7avIrCPOpm4

Функции элементов АКПП

Основная функция гидротрансформатора — передача момента проскальзывания в процессе трогания машины. При набирании высоких оборотов двигателем, фрикционная муфта выполняет блокировку гидротрансформатора. Благодаря этому проскальзывание становится невозможным.

Планетарный редуктор, в свою очередь, опосредованно передаёт крутящий момент. «Пакет» (так называют фрикционные муфты) выполняет функцию непосредственного переключения передач за счёт разобщения и сообщения элементов АКПП. В отличие от своей механической сестры автоматическая коробка осуществляет включение и выключение одного и того же набора шестерней. Именно благодаря этому становится возможной планетарная передача.

Модель планетарного редуктора

Что такое кикдаун (Kick Down)

Кикдаун в АКПП — опция, предусматривающая быстрое повышение оборотов за счет снижения скорости на более низкую. Срабатывает автоматически при резком нажатии на газ, к примеру, при попытке обогнать впереди идущий автомобиль, быстро начать движение на светофоре или на гонках.

В «механике» аналогом Kick Down является нажатие сцепления, переход на более низкую скорость, к примеру, с 5-й на 4-ю и ускорение с помощью газа.

Кикдаун не несет опасности для коробки-автомат. Если производитель, предусмотрел такой режим, значит, АКПП рассчитана на такую нагрузку.

При включении режима блок управления анализирует многие факторы:

• количество оборотов;
• скорость;
• позиция заслонки дросселя и т. д.

Это значит, что все действия контролирует электроника. Она не допустит ошибок и будет действовать с учетом двух факторов: выполнение задачи водителя и сохранение безопасности для АКПП.

Исключения:

• старые коробки-автомат, которые имеют большой срок службы и могут не выдержать нагрузок;
• сбои в работе АКПП;
• злоупотребление таким режимом и частое применение кикдауна.

При включении Kick Down также увеличивается расход топлива. С учетом потенциальных рисков для коробки-автомат злоупотреблять опцией не стоит. В обычном режиме она используется только для быстрого разгона в форс-мажорной ситуации.

Что такое АКПП

АКПП – механизм, автоматически изменяющий передаточное отношение вращающего момента от двигателя, с учетом установленного водителем режима, текущей нагрузки и других условий движения.

Такая коробка – сложное конструктивное устройство. На первый взгляд непосвященному сложно определить отличия от механической трансмиссии, так как здесь нет обычных педалей газа, тормоза, селектора передач. Но отсутствие сцепления – не единственное отличие автомата.

История

Инициатор создания автоматической коробки – немецкий инженер Герман Феттингер, предложивший идею первого гидротрансформатора и разработавшего механизм в 1902 году. Изначально автоматы предназначались для водных транспортных средств.

Коробка АКПП

Устройство коробки АКПП

Автоматическая коробка состоит из:

• гидротрансформатора, передающего вращающий момент от двигателя к трансмиссии, без непосредственного кинематического контакта узлов;
• масляного насоса, нагнетающего трансмиссионную жидкость в механизм;
• планетарного редуктора;
• гидроблока, регулирующего скоростной режим.

Работой механизма, переключением соленоидов в гидравлическом блоке управляет электронный блок.

АКПП в разрезеУстройство АКПП

Принцип работы

Принцип работы основан на изменении вращающего момента от давления масла, нагнетаемого насосом в гидротрансформатор и коробку. Положение планетарных шестерен изменяет переключение соленоидов в гидроблоке на основе команды, поданной электронным блоком управления.

Это позволяет изменить передаточное число трансмиссии без участия водителя.

Ресурс

При правильной эксплуатации автоматическая коробка может прослужить до 500 000 км пробега. Длительность службы определяется такими факторами:

• выполнение предусмотренного изготовителем режима обслуживания, со своевременной заменой трансмиссионной жидкости, заливкой специализированной марки масла;
• манера вождения владельца;
• качество механизма.

Обозначения на панели АКПП

При изучении особенностей управления коробкой автомат необходимо знать расшифровку букв и цифр, указанных на панели переключения механизма. Используют маркировки следующих позиций, с указанием таких символов:

• Р – парковочное положение, при длительной остановке автомобиля;
• R – реверс с движением задним ходом;
• N – нейтральный режим, при разблокированных колесах;
• D – драйв, для передвижения вперед;
• А – автоматический режим (еще один вариант режима D);
• L или В – переход на пониженную передачу;
• 2 или 3 – нужно двигаться на скорости, не выше указанной соответствующей цифрой;
• М – возможность перехода на способ управления, имитирующий механическую трансмиссию;
• S – активация спортивного режима;
• O/D – овердрайв, для передвижения с увеличенной скоростью;
• W – нужно тронуться и ехать далее, не выше, чем на второй скорости;
• HOLD – специализированный режим для автомобилей Мазда, который можно использовать совместно с другими.

Соответствующие обозначения наносят напротив позиции селектора.

Панель АКПП

Как устроена автоматическая коробка передач

В состав входят 4 основных компонента:

1. Гидравлический трансформатор. Он вмещает насос, реактор и турбины. Задача узла — измерение оборотов вращения вала за небольшой временной интервал.
2. Планетарный редуктор. В состав входят зубчатые колеса разного диаметра. За счет изменения передаточных чисел происходит переключение скоростей.
3. Гидравлика. Сюда включается масляный насос, фильтр, толкатели, гидроблок с электроклапанами. Система защищает расположенные внутри коробки детали от перегрева.
4. Электронный блок. Принимает идущие от датчиков сигналы и осуществляет управление АКПП.

Если модуль управления выходит из строя — включается аварийный режим работы.

Нужно ли прогревать автомат перед поездкой

В условиях холодов прогрев коробки-автомат перед началом движения крайне рекомендуется. Оптимально, чтобы температура масла достигла рабочего уровня.

Для этого необходимо сделать следующее:

1. Заведите машину по рассмотренной выше схеме.
2. С нажатой педалью тормоза постепенно перемещайте ручку во все позиции. Останавливайтесь на каждом положении в течении 5-10 сек.
3. Активируйте требуемый режим и оставайтесь на нем с нажатым тормозом 2-5 минут.
4. Начните движение, и первые 100-200 метров двигайтесь без ускорений.

Следование рассмотренной выше инструкции продлит срок трансмиссии и позволит избежать преждевременных поломок.

Дополнительные режимы

К дополнительным режимам коробок автомат относят:

1. Зимний режим, имеет обозначение «*», «W», «SNOW», «HOLD», «WINTER». Согласно ему исключается пробуксовка во время переключения скоростей и при начале движения транспортного средства. Производится начало движения машины со второй передачи. Переключение на другие передачи происходит при меньших оборотах привода — это позволяет исключить перепады в работе коробки во время ускорений, уменьшает вероятность заноса авто. Эксперты уточняют: не стоит использовать указанный режим летом — можно получить перегрев коробки из-за достижения максимальной нагрузки на агрегат.
2. Подрежимы положения «D» ограничивают ускорение больше определенного диапазона передач:

• «S» или «З» — обеспечение включения передачи не выше третьей. Указанные позиции используют на участках дороги, требующих от водителя повышенного внимания. Осуществляя вождение, используют режим «З», при этом следите за показаниями тахометра, его стрелка не должна попадать в красную зону.
• «2» — ограничение включения передач не выше второй, движение автомобиля происходит со скоростью не более 80 км/час. Применяется на крутых уклонах, скользких дорогах.
• «1», «L» — используется для тяжелых условий эксплуатации машины: езда по бездорожью, крутые уклоны. Только передача , скорость не более 40 км/ час.

Дополнительные режимы эксплуатации коробок автомат позволяют производить управление машиной при неблагоприятных условиях. Учитывайте: случайное включение подрежимов «1», «2» при большой скорости приведет резкому замедлению движения авто, спровоцирует занос транспортного средства.

Насос, охлаждение

Чтобы рабочая жидкость циркулировала в системе под давлением, в устройстве АКПП есть насос шестеренного типа с внутренним зацеплением. На некоторых коробках используется лопастной элемент. Но вне зависимости от типа, насос приводится в действие от ступицы ГТФ.

Во время работы АКПП жидкость существенно нагревается. Ввиду этого в конструкции коробки предусмотрена охлаждающая система. Она предполагает наличие специального теплообменника, который включен в систему охлаждения ДВС. В некоторых случаях используется отдельный радиатор для АТФ-жидкости, вынесенный в переднюю часть автомобиля.

Об истории создания и совершенствования АКПП

Идея автоматизировать переключение передач, избавив водителя от необходимости часто выжимать педаль сцепления и «работать» рычагом переключения скоростей, не нова. Она начала внедряться и оттачиваться ещё на заре автомобильной эпохи: в начале ХХ века. Причём нельзя назвать какого-либо определённого человека или фирму единственным создателем автоматической коробки передач: к появлению классической, получившей сейчас всеобщее распространение гидромеханической АКПП привели три изначально независимые линии разработок, которые в итоге объединились в единой конструкции.

Один из основных механизмов коробки-автомата – это планетарный ряд. Первая серийная автомашина, оснащённая планетарной коробкой передач, была выпущена ещё в 1908 году, и это был «Форд Т». Хотя в целом та коробка переключения передач ещё не была полностью автоматической (от водителя «Форда Т» требовалось нажимать две ножных педали, первая из которых переводила с низшей на высшую передачу, а вторая включала задний ход), она уже позволяла значительно упростить управление, по сравнению с обычными КПП тех лет, без синхронизаторов.

Второй важный момент в становлении технологии будущих АКПП – это перевод управления сцеплением с водителя на сервопривод, воплощённый в 30-х годах ХХ века фирмой «Дженерал Моторс». Эти коробки переключения передач назывались полуавтоматическими. Первой полностью автоматической КПП стала внедрённая в производство в 30-х годах ХХ века планетарная электромеханическая коробка «Коталь». Она устанавливалась на французские автомобили забытых ныне марок «Деляж» и «Делайе» (существовали до 1953 и 1954 г. соответственно).

Автомобиль «Деляж D8» – премиум-класс довоенной эпохи.

Другие автопромышленники в Европе также разрабатывали похожие системы фрикционов и тормозных лент. Вскоре подобные АКПП были реализованы в автомобилях ещё нескольких немецких и британских марок, известной и ныне здравствующей из которых является «Майбах».

Специалисты другой известной фирмы – американской «Крайслер» продвинулись далее других автопроизводителей, внедрив гидравлические элементы в конструкцию КПП, которые заменили сервоприводы и электромеханические элементы управления. Инженеры «Крайслера» разработали первые в истории гидротрансформатор и гидромуфту, которые имеются теперь в конструкции каждой автоматической коробки передач. А первая в истории гидромеханическая коробка-автомат, похожая по конструкции на современную, на серийных автомобилях была внедрена корпорацией «Дженерал Моторс».

Автоматические коробки передач тех лет были очень дорогими и технически сложными механизмами. К тому же, не всегда отличавшимися надёжной и долговечной работой. Они могли выигрышно выглядеть только в эпоху несинхронизированных механических коробок передач, управление автомобилем с которыми было достаточно тяжёлым трудом, требующим от водителя хорошо отработанного навыка. Когда широко распространились механические КПП с синхронизаторами, то по удобству и комфорту АКПП того уровня были ненамного лучше них. В то время как МКПП с синхронизаторами обладали гораздо меньшей сложностью и дороговизной.

В конце 1980/1990-х годах у всех крупных автопроизводителей происходила компьютеризация систем управления двигателем. Аналогичные им системы стали применять и для управления переключением скоростей. Если прежние решения использовали только гидравлику и механические клапаны, то теперь потоками жидкости стали управлять соленоиды, контролируемые компьютером. Это сделало переключения плавнее и комфортнее, улучшило экономичность и повысило эффективность работы трансмиссии.

Кроме того, на некоторых автомобилях были внедрены «спортивные» и другие дополнительные режимы работы, возможность вручную управлять коробкой передач («Tiptronic» и т.п. системы). Появились первые пяти- и более ступенчатые АКПП. Совершенствование расходных материалов позволило на многих коробках-автоматах отменить процедуру замены масла в процессе эксплуатации автомобиля, поскольку ресурс залитого в её картер на заводе масла стал сравнимым с ресурсом самой коробки передач.

Устройство механической коробки передач

Устройство механической КПП Конструктивно механическая коробка передач состоит из следующих элементов:

• ведущий или первичный вал;
• ведомый или вторичный вал;
• промежуточный вал (для 3-х вальной МКПП);
• шестерни первичного и вторичного валов;
• механизм выбора передач;
• муфты синхронизаторов (синхронизаторы);
• картер;
• главная передача;
• дифференциал.

При этом устройство и принцип работы двухвальной и трехвальной трансмиссии отличаются друг от друга.

Двухвальная коробка передач: устройство и принцип работы

Схема двухвальной МКПП Этот тип коробки является наиболее распространенным. Крутящий момент от двигателя через муфту сцепления передается на первичный вал. В зависимости от конструкции конкретной коробки передач часть шестерней на первичном и вторичном валах жестко закреплены на них, а часть свободно вращаются. Также на каждом валу расположен минимум один синхронизатор. Шестерни первичного и вторичного валов находятся в постоянном зацеплении друг с другом. Понять, какие из них зафиксированы, а какие вращаются, очень просто: шестерни возле синхронизаторов всегда вращаются на валу.

Шестерня главной передачи жестко закреплена на ведомом валу. Крутящий момент от вторичного вала к колесам транспортного средства передают главная передача и дифференциал. Последний обеспечивает вращение колес с разной угловой скоростью.

Механизм выбора передач в двухвальной КПП расположен в корпусе коробки и состоит из вилок и штоков, перемещающих муфты синхронизаторов. Механизм оснащен защитой от одновременного включения двух передач.

Принцип работы двухвальной трансмиссии следующий:

1. В нейтральном положении рычага переключения передач крутящий момента от двигателя не передается на ведущие колеса, шестерни на валах свободно прокручиваются.
2. При перемещении рычага водитель перемещает муфту синхронизатора соответствующей вилкой через систему тросиков или тяг.
3. Муфта синхронизирует угловые скорости соответствующей шестерни и вала, на котором расположен синхронизатор.
4. Муфта синхронизатора входит в зацепление с шестерней и крутящий момент начинает передаваться с первичного вала на вторичныый.
5. Происходит передача крутящего момента от двигателя на ведущие колеса с заданным передаточным числом.

Для движения задним ходом используется дополнительный вал с промежуточной шестерней заднего хода.

Схемы передачи крутящего момента на каждой из передач:

Нейтральное положение

1-я передача

2-я передача

3-я передача

4-я передача

5-я передача

Задний ход

Трехвальная КПП: устройство и принцип работы

Отличие трехвальной механики от двухвальной в том, что здесь используются три вида валов. Помимо ведомого и ведущего также применяется промежуточный вал.

Первичный вал, соединенный со сцеплением, передает крутящий момент на промежуточный. Передача происходит через соответствующую шестерню – таким образом, валы находятся в постоянном зацеплении.

Устройство трехвальной МКПП

Промежуточный вал расположен параллельно первичному, все шестерни на нем жестко зафиксированы.

На одной оси с первичным расположен вторичный вал. За это отвечает упорный подшипник на ведущем валу, в который входит вторичный вал. При этом шестерни ведомого вала могут свободно вращаться и не имеют жесткой фиксации с валом. Шестерни вторичного вала находятся в постоянном зацеплении с шестернями промежуточного вала. Следовательно, в нейтральном положении КПП крутящий момент от первичного вала передается на промежуточный и далее на шестерни вторичного вала. Но поскольку они свободно вращаются на валу, автомобиль не двигается.

Между шестернями вторичного вала находятся синхронизаторы, работа которых заключается в выравнивании угловых скоростей шестерен вторичного вала с угловой скоростью самого вала за счет сил трения.

Синхронизаторы жестко закреплены на вале и за счет шлицевого соединения могут двигаться по нему в осевом направлении.

В отличие от двухвальной КПП, механизм переключения в трехвальной трансмиссии располагается на корпусе коробки и состоит из рычага управления и штоков с вилками. Механизм также оснащен блокирующим устройством для предотвращения одновременного включения двух передач.

Он может также иметь и дистанционное управление. При этом дистанционный механизм переключения обеспечивает кулиса или шарнирные тросы.

Принцип включения передач в трехвальной КПП аналогичен принципу работы двухвальной трансмиссии.

Чем удобна автоматическая коробка передач?

Автоматическая трансмиссия имеет несколько преимуществ:

1. Автоматическое переключение скоростей упрощает процесс управления автомобилем, поскольку сокращается число педалей. Водителю не надо контролировать обороты двигателя и включенную передачу.
2. Проходимость транспортного средства, оборудованного автоматической трансмиссией, выше. Повышение проходимости достигается исключением разрыва потока мощности и крутящего момента при переключении скоростей.
3. Снижение динамических нагрузок, передаваемых на силовой агрегат и узлы трансмиссии.
4. Защита от запуска при включенной передаче. Встроенная в коробку система контроля блокирует стартер при установке селектора в положения, отличные от парковки и нейтрали. Современные автомобили позволяют выполнить пуск только в положении парковки.

К недостаткам автоматических коробок обычно относят:

1. Потери мощности в гидротрансформаторе, которые приводят к росту топлива. На современных многоскоростных коробках этот недостаток устранен путем обеспечения оптимальной частоты вращения двигателя и введения блокировки гидротрансформатора с компьютерным управлением.
2. Несколько сниженная динамика автомобиля с автоматической трансмиссией. Проблема решена на коробках с двумя сцеплениями, которые обеспечивают быстрое переключение скоростей.
3. Невозможность буксировки автомобиля или запуска мотора буксированием.
4. Быстрый износ рабочих элементов в бесступенчатых вариаторах. Невозможность с силовыми установками, развивающими крутящий момент более 300 Н/м.
5. Застрявший автомобиль нельзя освободить раскачкой (быстрым переключением первой и задней передачи), поскольку от подобных манипуляций автоматическая коробка выходит из строя.