Як працює коробка-автомат?

Не можна не помітити той факт, що все більше і більше стає автомобілів з АКПП (автоматичною коробкою передач) і вони поступово починають витісняти машини з МКПП (механічною коробкою передач). Причини цього зрозумілі - з автоматикою процес управління автомобілем робиться простіше і доступніше, особливо для новачків. Але щоб АКПП працювала довго і надійно і не викликала б зайвих витрат на своє утримання, найкраще знати, як працює коробка-автомат.

• Навіщо на автомобілі потрібна коробка?
• Що робить АКПП, її переваги і недоліки
• Види АКПП, принцип роботи

Навіщо на автомобілі потрібна коробка?

Для будь-якого механізму існує певний діапазон умов, в межах якого він працює оптимально. Все це відноситься і до ДВС (двигуну внутрішнього згоряння). Однак умови руху автомобіля змінюються в широкому інтервалі - так, швидкість може становити і 20, і 120 км / год, під колесами буває прекрасний асфальт або бруд путівця. І завжди мотор повинен забезпечувати впевнений рух машини.

Крутний момент, що розвивається двигуном, надходить на колеса через ряд механізмів. Одним з них є КПП (коробка передач). У ній, завдяки використанню набору шестерень, величина крутного моменту може змінюватися, внаслідок чого забезпечується рух автомобіля при різних зовнішніх умовах. Ці зміни моменту - результат певних дій водія, при яких йому доводиться вичавлювати зчеплення, перемикати передачі і натискати педаль газу. Так все відбувається, якщо автомобіль оснащений МКПП.

Що робить АКПП, її переваги і недоліки

Всі здійснюється дещо по-іншому, якщо на автомобілі працює коробка-автомат. У цьому випадку водієві немає необхідності вичавлювати зчеплення і перемикати передачі. У машинах з АКПП взагалі не передбачена педаль зчеплення, завдяки чому водій може основну увагу приділити управлінню автомобілем і спостереження за дорогою.

Тому треба відразу відзначити, що АКПП замінює роботу відразу двох пристроїв - зчеплення і самої КПП. Крім того що АКПП позбавляє водія від виконання декількох операцій, вона забезпечує:

1. Можливість руху автомобіля в заданому режимі. Як правило, передбачаються такі режими, хоча можуть бути й інші:

• Sport, що є найбільш швидким і динамічним, при цьому двигун віддає максимальну потужність;
• Kick-down - режим переходу на знижену передачу, наприклад для розкрутки двигуна перед обгоном;
• Overdrive - перехід на підвищену передачу, що забезпечує економію палива;
• Norm - оптимальний або збалансований режим;
• Winter - зимовий режим, спрямований на запобігання пробуксовки коліс при початку руху.

2. Можливість ручної зміни передач.

Серед недоліків АКПП варто відзначити:

• збільшена витрата палива автомобіля;
• підвищену увагу до поведінки коробки;
• збільшену вартість технічного обслуговування;
• уповільнене перемикання передач, деяку «задумливість» коробки.

Види АКПП, принцип роботи

Така складна задача, як автоматичне перемикання передач, має на увазі, що можливо кілька її рішень. На сьогоднішній день для створення АКПП використовуються:

• гідротрансформатор,
• варіатор,
• роботизована КПП.

Тому для розуміння того, як працює автоматична коробка передач, доведеться торкнутися всіх перерахованих варіантів її реалізації.

АКПП на основі гідротрансформатора

В даному випадку відбувається деяка плутанина понять. Подібний автомат є комбінацією таких пристроїв, як КПП і гідротрансформатор. Причому останній виконує функції зчеплення, а перемикання передач здійснює електроніка. Описану реалізацію АКПП називають класичною, саме таким чином були побудовані перші автомати.

Принцип роботи подібного пристрою досить простий. Зрозуміти його допоможе приклад з двома вентиляторами, наведений нижче.

Один з них включений в мережу, іншої немає. Незважаючи на це, потік повітря, створюваний включеним вентилятором, розкручує лопаті другого. На такому ж принципі працює і гідротрансформатор, пристрій якого наведено на малюнку.

До складу гідротрансформатора входить кілька коліс - насосне, пов'язане з двигуном, турбінне, закріплене на валу коробки, і реакторне, розташоване між ними. Колеса знаходяться досить близько один до одного всередині корпусу, заповненого маслом. Під дією крутного моменту, що надходить від двигуна, масло починає перекачуватися від насосного колеса до турбінного, на малюнку цей потік позначений зеленою стрілкою.

Завдяки виникає доцентровому прискоренню потік йде на краю. Під його дією розкручується турбінне колесо, і відповідно, крутний момент надходить з первинного на вихідний вал гідротрансформатора, сполученого з КПП. Потік масла повертається до центру гідротрансформатора і відкидається назад в сторону насосного колеса (показаний червоним кольором). По дорозі він розкручує реакторне колесо, також пов'язане з валом, що дає деяке підвищення ККД пристрою.

Перемикання передач здійснюється за допомогою електроніки або інших виробів автоматики, виконують цю функцію без допомоги водія, забезпечуючи при цьому практично безперервну передачу моменту.

Варіаторная АКПП

Подібну коробку часто називають просто варіатор. Принцип, який використовується при його роботі, відомий з давніх пір і заснований на зміні діаметрів шківів, ведучого і веденого, при різній їх кутової швидкості. Наведений нижче малюнок дозволяє краще уявити, як це відбувається:

Ведучий і ведений вали пов'язані ременем, розташованим на шківах спеціальної конструкції. Кожен з них являє собою конуси, звернені один до одного вершинами. Конуси можуть сходитися і розходитися, змінюючи діаметр шківа. Різне співвідношення діаметрів шківів призводить до зміни величини моменту, що передається між ними. Причому зв'язок між шківами не переривається, і передача зусилля ведеться безперервно. Фактично виходить бесступенчатая передача моменту, або автоматична безступінчата коробка передач.

Ремінь може бути різного типу - клиновидний або ланцюгової. Залежно від переданого зусилля і умов експлуатації використовується той чи інший варіант. Особливістю варіатора є те, що він не забезпечує передачу реверсивного моменту, тому для реалізації режиму руху заднього ходу доводиться застосовувати спеціальні пристрої.

Безперечні достоїнства варіатора - плавність і нерозривність при передачі зусилля від двигуна до коліс.

Роботизована КПП

Фактично це та ж МКПП, тільки замість водія всі операції (вижим зчеплення і зміну передач) виконує робот (автомат).

Управління такою коробкою здійснюється електронікою: за сигналами від датчиків визначається момент перемикання, виконавчим пристроєм від'єднується від мотора первинний вал, включається потрібна передача, після чого первинний вал знову приєднується до двигуна. Для підвищення ефективності роботи подібної КПП стали використовувати подвійне зчеплення.

При такому підході за різними валам рознесені шестерні, що відносяться до парних і непарних передачам. Зміна передач відбувається за рахунок включення і відключення потрібного зчеплення. Такі коробки називаються «преселективна», тобто предваряющие вибір.

Розглядати роботу будь-якого окремого типу АКПП можна довго, у кожної коробки є недоліки і достоїнства, але об'єднує їх одне - звільнення водія від операцій з переключення швидкостей. Принцип роботи розглянуто вище, а вже вибирати, яка краще, - справа особисто кожного.