Гидромеханическая с автоматическим управлением что это
АКПП (АКП) — автоматическая коробка переключения передач
АКПП (АКП) — автоматическая коробка переключения передач (автоматическая коробка передач, коробка «автомат») является одним из типов агрегатов, которые используются в устройстве трансмиссии автомобилей и другой техники с ДВС.
Главной задачей автоматической коробки, в отличие от МКПП, является возможность выбора и переключения передач без участия водителя транспортного средства. При этом выбор передачи (передаточного числа) осуществляется в зависимости от целого ряда условий и факторов.
Дело в том, что хотя изначально под АКПП следовало понимать исключительно классический гидромеханический «автомат», сегодня автоматической коробкой также называют роботизированные механические коробки передач (РКПП, коробка-робот), а также вариаторную коробку передач (вариатор, CVT).[/do]
Важно понимать, что данные типы коробок (робот и вариатор) сильно отличаются от гидромеханической трансмиссии как по устройству и принципам работы, так и по ресурсу, надежности, техническим характеристикам и т.д.
Автоматическая гидромеханическая коробка передач АКПП: особенности и отличия
Как уже было сказано выше, АКПП отличается от «коробки-робот» и вариаторных коробок CVT. В первом случае роботизированная КПП фактически является механической коробкой передач, в которой реализована возможность автоматизированного переключения передач при помощи электронных и механических устройств.
Коробка вариатор и вовсе не является коробкой передач в буквальном смысле, так как вариаторные КПП изменяют передаточное число плавно (бесступенчато). Другими словами, ступени (передачи) в устройстве такой коробки отсутствуют, а сам вариатор относится к отдельной разновидности бесступенчатых трансмиссий.
При этом гидротрансформатор является обязательным элементом, так как гидромеханическая коробка без данного устройства работать не способна. Отметим, что сам ГДТ не участвует в процессе переключения передач, так как играет роль сцепления, передавая крутящий момент от двигателя на входной вал коробки – автомат.
Также гидротрансформатор гасит вибрации и сглаживает толчки при переходе с одной ступени на другую. Однако с учетом таких особенностей (сочетание механики и гидравлики) под автоматической коробкой передач часто понимают оба данных элемента трансмиссии, то есть саму коробку АКПП и гидротрансформатор.
Преимущества и недостатки АКПП
На владельцев автомобилей с АКПП с целью продления срока службы агрегата накладываются определенные ограничения. Например, запрет на буксировку автомобиля без вывешивания передних колес со скоростью выше 30-40 км/ч на расстояние больше 50-60 км и ряд других.
Также следует выделить повышенные требования к качеству и свойствам рабочей трансмиссионной жидкости ATF, а также необходимость ее периодической замены (каждые 40-60 тыс. км. пробега).
Еще на «классических» АКПП, особенно в случае с бюджетными авто, слабым местом является гидротрансформатор, который теряет герметичность и начинает давать течь на относительно небольших пробегах. В таком случае требуется ремонт гидротрансформатора или его замена.
Как работает коробка-автомат: классическая гидромеханическая АКПП, составные элементы, управление, механическая часть. Плюсы, минусы данного типа КПП.
Выжим сцепления перед запуском мотора: когда нужно выжимать сцепление и в каких случаях делать это не рекомендуется. Полезные советы и рекомендации.
Устройство и принцип работы механической коробки передач. Виды механических коробок (двухвальная, трехвальная), особенности, отличия
Почему начинает капать или течет моторное масло на стыке двигателя и КПП. Как точно определить причину утечки смазки, способы диагностики и ремонта.
Плюсы и минусы контрактного мотора или коробки. Преимущества контрактных агрегатов, возможные нюансы и недостатки после покупки контрактного мотора и КПП.
Стыковка коробки передач и двигателя автомобиля. Соединение механической и автоматической трансмиссии с ДВС: на что обратить внимание, особенности и нюансы.
Устройство и принцип работы гидромеханической коробки передач
Роль АКПП с гидромеханическим управлением
Для автомобиля и подобного ему транспортного средства трансмиссией является узел, который передает от двигателей к колесам крутящий момент. Так это выглядит в автомобилях со сцеплением, но их постепенно вытесняют с рынка АКПП. «Автоматы» сегодня ставят все чаще. В них не предусмотрено сцепления, а передачи переключаются автоматически. Гидромеханика помогает облегчить задачу смены передач во время движения. В классических коробках при управлении автомобилем выполняются следующие процессы:
Корпус гидротрансформатора вращается вместе с насосным колесом. Турбина с корпусом не связана (за исключением периода блокировки ГТ) – она соединена с валом коробки. Реактор при этом закреплен через обгонную муфту – она не дает ему проворачиваться под напором потока, когда разница в скорости вращения насосного и турбинного колес велика, но позволяет вращаться вместе с ними в одном направлении, когда автомобиль движется с постоянной скоростью и проскальзывание ГТ минимально. Так удается поднять КПД коробки.
Для выполнения этих действий и необходима гидромеханическая АКПП. Она одновременно выполняет функции сцепления и трансмиссии. Эту коробку специально придумали для использования в городских условиях, где постоянно выжимать сцепление может быть проблематично из-за частых остановок в пробках. Управляется автомобиль с гидромеханикой при помощи педалей тормоза и газа.
Назначение комбинированной трансмиссии легкового авто
Образ жизни современных водителей существенно меняется и сегодня все больше требований предъявляются к созданию оптимальных комфортных условий во время вождения. Стандартные узлы автомобилей терпят существенные изменения, среди ярких примеров можно выделить комбинирование механической и гидравлической КП. Если говорить о гидромеханической трансмиссии и что это такое, первым делом стоит понять, в чем ее предназначение. Главное отличие заключается в плавном изменении вращающего движения. Облегченное управление позволило отказаться от использования сцепления, поскольку комбинированная КП отвечает за все процессы. При АКПП можно говорить о следующих ситуациях, касающихся управления авто:
Использование АКПП на авто позволяет получить несколько неоспоримых преимущества. Помимо автоматизации переключения скоростей стоит отметить также повышение эксплуатационных характеристик силового агрегата и коробки и улучшение проходимости транспортного средства в условиях бездорожья.
Гидравлическая коробка автомат
Разновидности гидромеханики
В состав этой трансмиссии обязательно входит гидротрансформатор, составляющие системы управления и механическая коробка. Она может быть одной из нескольких систем:
Последняя разновидность коробки наиболее распространена. Она часто устанавливается на легковые автомобили, так как не имеет высокой металлоемкости. Она отличается меньшим шумом при работе, высоким сроком службы и компактностью.
Вальные механизмы можно встретить на грузовиках и автобусах. В них для переключения передач предусмотрены многодисковые муфты, которые помещены в масло. Первая передача и задний ход включаются при помощи зубчатой муфты. Благодаря особому устройству вальных коробок переключение скоростей происходит за счет работы коленчатого вала. Скорость движения при этом не снимается, крутящий момент и мощность не разрываются.
Основное назначение АКПП
Характеристика
Те водители, которые не хотят работать со сцеплением, отдают предпочтение именно этой трансмиссии. Гидромеханическая коробка передач выполняет сразу несколько функций. Она совмещает в себе сцепление и классическую коробку.
Переключение передач здесь производится автоматически либо полуавтоматически. Таким же образом устроена и гидромеханическая коробка передач погрузчика. Во время движения водитель не задействует педаль-сцепление. Все, что нужно – это акселератор и тормоз.
Функции гидротрансформатора
Гидротрансформатор выполняет функции сцепления в современных АКПП. Благодаря этому узлу автомобиль двигается с места плавно, без рывков. Динамические нагрузки при этом снижаются, что помогает эксплуатировать двигатель в щадящем режиме, повышая его долговечность. При применении гидротрансформатора части трансмиссии служат гораздо дольше. Водитель из-за снижения количества передач утомляется меньше. Гидротрансформаторы рекомендуется применять на внедорожниках, так как с их помощью можно увеличить проходимость автомобиля в тяжелых условиях – по снегу или песку.
Важно! В России также стоит выбирать трансмиссии с этим узлом, так как в зимнее время специальная техника часто не успевает прочищать дороги. Благодаря гидротрансформатору создается устойчивая сила тяги с небольшой скоростью вращения ведущих колес, что повышает их сцепление с дорожным покрытием.
Гидротрансформатор
Недостатки автомата
Разница между АКПП и вариатором позволяет выделить следующие минусы классического автомата:
При выборе автомат или вариатор следует учитывать, что АКПП требует заливать объем масла, значительно больший чем CVT. Заменять трансмиссионную жидкость необходимо регулярно, что вносит определенные финансовые расходы на содержание автомата. При подгорании фрикционов весь объем трансмиссионки также подлежит замене.
Устройство гидротрансформатора
Размещают гидротрансформатор между двигателем и механической частью коробки. Он представляет собой соединенные между собой диски с лопастями. Первым идет насосное колесо, которое является ведущим. Оно связывает двигатель и трансформатор. Турбинное является ведомым, оно контактирует с первичным валом. За усиление крутящего момента отвечает реакторное. Турбины практически утопают в масле (погружены в него на три четверти). Их прикрывает корпус, защищающий от попадания в масло посторонних частиц. Во время работы турбины к насосному диску направляется усилие вращающего момента двигателя. Одновременно на турбинный диск направляется под давлением поток масла. Его раскручивает реакторное колесо, располагающееся в центральной части. Возникшее усилие передается на вал КПП. Работает гидротрансформатор за счет особой циркуляции масла, которое попадает в него с внешней части насосного диска, затем движется на турбинное колесо и возвращается через центральную часть этого узла. Завершается цикл циркуляции масла на насосном диске.Замена крутящего момента в гидротрансформаторе происходит автоматически по мере возрастания нагрузки двигателя. Этот узел отправляет на коробку силу крутящего момента, где при помощи фрикционов происходит включение передач. Нужное передаточное число определяется трансформатором автоматически, в зависимости от его значения изменяется напор циркулирующего масла.
Гидротрансформатор акпп в разрезе
Наиболее часто встречаемые неисправности CVT
Вариатор более требователен к маслу, которое следует менять точно в срок и только на то, которое рекомендовано автопроизводителем. Самостоятельный выбор смазки может быстро вывести агрегат из строя. Наиболее часто встречаемыми поломками являются:
Поврежденный вариатор
Планетарный механизм
В большинстве современных АКПП гидротрансформатор действует в паре с планетарной системой. Она занимается передачей крутящего момента к фрикционным муфтам. В самом простом варианте усилие направляется на центральную шестерню (солнечную). Два дополнительных сателлита (вспомогательные шестерни) находятся в постоянной сцепке с центральной шестерней благодаря нанесенным на эти элементы зубчикам. Сателлиты не фиксируются, а свободно вращаются вокруг своих осей. Механизм шестеренок находится внутри коронного колеса, которое в зависимости от включенной передачи фиксируется или приходит в движение. В момент фиксации коронной шестерни начинает двигаться ведомый вал (на него передается усилие). В противном случае сателлиты передают момент на коронную шестерню, оставляя ведомый вал в неподвижном состоянии. Для переключения передач в планетарные АКПП устанавливаются фрикционные муфты. Каждая из них выглядит как несколько дисков, представляющих собой тонкие пластины из гладкого металла. Каждая пластинка покрыта специальным фрикционным составом, предотвращающим ее износ. На части их можно найти шлицы. Между муфтами расположены прокладки. Прижимаются друг к другу они при помощи гидравлического поршня, функционирующего при подаче рабочей жидкости. При возрастании в нем давления фрикционы плотно смыкаются, становясь почти единым целым. После падения давления жидкости в гидравлическом поршне фрикционные диски возвращаются на место с помощью пружины. Работа фрикционов тесно связана с функционированием тормозных и планетарных механизмов. На эти моменты передаются команды системы управления КПП и крутящий момент двигателя. Без их участия не производится торможение двигателем и запуск на буксире. Механический узел действует слаженно и четко.
планетарная система
Важно! В нейтральном положении выключаются фрикционы и тормозные механизмы. При разгоне и переключении передач фрикционы начинают действовать, а планетарные системы вращаются синхронно.
Требования
Фрикционные накладки автоматической трансмиссии должны соответствовать следующим требованиям:
Электронная часть гидромеханической АКПП
Электронное управление необходимо для точности переключения передач в современных АКПП. Сейчас практически нельзя встретить трансмиссии, работа которых бы не поддерживалась электронными комплектующими. Они отвечают за:
Электронная часть гидромеханической АКПП
Минусы вариатора
Перечень того, чем отличается вариатор от АКПП в худшую строну:
Во время эксплуатации разрешено заливать масло, только предназначенное для конкретной модели автомобиля. Достать его в небольших городах является проблемой. Заливание схожего по свойствам масла может вызвать усиленный износ и серьезные неисправности.
Сильные и слабые стороны гидромеханики
Гидромеханическая коробка представляет собой последовательное соединение трансформатора, планетарного узла с фрикционами гидравлической системы управления. Ее основное достоинство – отсутствие необходимости водителю переключать передачи вручную. Электроника делает это точно, благодаря чему отсутствует дискомфорт при движении, а двигатель не подвергается перегрузкам. Их отсутствие помогает сохранить его в целости на долгое время. При начале движения передача мощности также происходит без прерывания и рывков, что делает гидромеханику более совершенной, превосходящей по своим характеристикам механические коробки передач. Не зря их используют не только в автомобилестроении, но и устанавливают на танки (в Америке и Германии).
Важно! Если вы выбираете автомобиль, на котором преимущественно будете двигаться по городу, то стоит выбирать именно гидромеханическую АКПП. С ее помощью у вас не возникнет неудобств при остановках в пробках или на светофорах.
Слабой частью такой АКПП является гидротрансформатор
Недостатком такого механизма является его высокая стоимость и техническая сложность. При переключении передач можно заметить потерю производительности за счет пробуксовки фрикционов и тормозных лент. Слабой частью такой АКПП является и гидротрансформатор, из-за которого теряется крутящий момент. Несмотря на явные преимущества эффективность гидромеханики по результатам замеров составляет 86%, тогда как у обычной коробки она достигает 98%. Еще один недостаток – необходимость устанавливать системы подпитки охлаждения гидроагрегата. Они занимают место под капотом, из-за чего моторно-трансмиссионный отсек имеет большие габариты. Также автомобили с установленной гидромеханикой нельзя завести путем толкания или перемещения его на тросе. Для этой разновидности коробки, как и во всех автоматах, характерно отсутствие возможности регулировать потребление топлива. Описанный вариант гидромеханической АКПП является одним из самых примитивных. Сегодня разрабатываются более совершенные трансмиссии, которые устанавливают на легковые автомобили, выпущенные в последние годы. Гидромеханикой рекомендуется пользоваться тем, кто недавно сел за руль. Для новичка она незаменима тем, что самостоятельно переключать передачи нет необходимости.
Как продлить ресурс
Чтобы увеличить срок эксплуатации гидромеханической коробки, необходимо следить за уровнем масла. При его недостаточном количестве возникает перегрев коробки. Рабочая температура не должна превышать 90 градусов. Современные автомобили оснащаются датчиком давления масла. Его загорелась контрольная лампа, не стоит игнорировать ее. В дальнейшем это может спровоцировать поломку гидротрансформатора.
Ремонт
Можно ли восстановить такую трансмиссию, как коробка автомат? Ремонт фрикционов подразумевает полную замену пакета дисков. Восстанавливать их нет смысла (то же самое, что и ремонтировать тормозные колодки). Какая на фрикционы АКПП цена? Стоимость нового пакета начинается от 8 тысяч рублей, и это без учета работ. Такая услуга, как замена фрикционов АКПП, стоит в Москве от 10 тысяч рублей.
Причем меняются они не по отдельности, а в сборе, целым пакетом. Узнав стоимость работ, вы поймете, почему так важно вовремя менять трансмиссионную жидкость. АТФ-масло хоть и стоит на порядок дороже обычного, однако эту цену не сравнить с ремонтом сгоревшей коробки. Если вовремя обслуживается коробка автомат, ремонт ей не понадобится на протяжении двухсот тысяч километров.
Плюсы и минусы разных коробок передач
Деление трансмиссий на механические и автоматические уже не такое однозначное — последние успели обзавестись сразу тремя разновидностями. Поэтому мы расскажем подробнее о плюсах и минусах каждого типа коробок передач.
Механическая трансмиссия
Этот вариант предусматривает ручной переключение передач. Двигая рычаг в салоне, вы приводите в движение специальные муфты. Последние соединяют между собой шестерни первичного и вторичного вала. Разница в размерах шестерён позволяет регулировать величину крутящего момента, который передаётся колёсам. Выбирая нужное передаточное число, вы можете плавно трогаться с места, уверенно разгоняться и снижать нагрузку на двигатель при равномерном движении.
Основные преимущества механической коробки передач (МКПП) — простота конструкции и возможность контролировать процесс переключения на 100%. Отсюда следуют все плюсы такого типа трансмиссии:
Надёжность. Большинство МКПП сравнимы с двигателем автомобиля по сроку службы.
Меньшие расходы на обслуживание. Периодичность замены масла — до 100–150 тысяч километров пробега. Некоторые модели вовсе обходятся без этой процедуры.
Сниженный расход топлива. Простая конструкция снижает механические потери в трансмиссии и повышает коэффициент полезного действия.
Лучшая динамика при сравнимых характеристиках двигателя — по причине, описанной в предыдущем пункте.
Прогнозируемое поведение автомобиля — вы сами отвечаете за переключение, и потому можете выбрать оптимальную передачу перед обгоном, при экстренном торможении или при выполнении другого манёвра.
Механическая коробка передач повышает проходимость машины. Она позволяет использовать такие приёмы, как раскачка и пробуксовка до очистки твёрдой поверхности.
Стоимость автомобилей с МКПП на 5–10% ниже, чем у конкурентов с автоматическими трансмиссиями любого типа.
Главный минус «механики» — это необходимость ручного переключения передач. Даже опытные водители отвлекаются при этом на доли секунды, не говоря уже о новичках. А при долгом движении в городских пробках постоянное движение рычага попросту утомляет.
Автоматическая трансмиссия
Ещё лет 20 назад так называли только один тип коробок передач. Сейчас это целая группа, в которую входит по меньшей мере три вида механизмов. У всех автоматических коробок передач есть общий плюс — это комфорт передвижения. Процесс переключения возложен на бортовую электронику, тогда как вы можете следить за дорогой и получать максимум удовольствия от вождения. Другие преимущества и недостатки автоматических коробок передач мы рассмотрим более внимательно.
Гидромеханический «автомат»
Этот тип трансмиссии часто называют классической или планетарной коробкой передач. Последнее — от используемого механизма. Планетарная передача позволяет изменять крутящий момент, фиксируя определённые шестерни друг относительно друга. Результат будет зависеть от того, какая часть механизма подключена к вторичному валу.
Обязательный элемент автоматической коробки передач (АКПП), определяющий большинство плюсов и минусов — гидротрансформатор. Мотор автомобиля крутит насосное колесо, которое приводит в движение масло, а через него — турбинное колесо. Для повышения коэффициента полезного действия могут использоваться ещё два элемента — реакторное колесо и фрикционное сцепление. Первое повышает скорость циркуляции жидкости, а второе жёстко блокирует механизм, снижая потери при равномерном движении.
Теория кажется сложной, но современным водителям не обязательно разбираться во всех нюансах работы узла. Куда важнее плюсы автоматической коробки передач:
Удобство — переключение происходит без участия водителя. Хотя в некоторых автомобилях с АКПП это можно делать вручную. Для этого трансмиссию нужно перевести в режим Manual или Sport.
Надёжность по сравнению с другими видами автоматических коробок передач. «Гидромеханика» спокойно выдерживает до 200–250 тысяч километров пробега.
Выносливость — большинство автоматических трансмиссий устойчиво к пробуксовкам и резким разгонам.
Меньший риск перегрузить двигатель и другие узлы. Даже в коробках передач с ручным переключением есть защитный механизм, который допускает автоматическую смену ступени в экстренной ситуации.
Простота освоения — управляться с двумя педалями легче, чем с тремя. С другой стороны, если вы учитесь на «автомате», то для управления машиной с МКПП придётся сдавать дополнительный экзамен.
Конечно, у автоматической коробки передач есть свои минусы. Главный — более дорогое обслуживание, которое выражается в частой замене масла и высоких ценах запчастей. Кроме того, АКПП ограничивают динамику машины за счёт сложной конструкции. Некоторые водители жалуются и на отсутствие полного контроля — механизм может переключить передачу в неподходящий момент. Хотя для них созданы адаптивные «автоматы», которые приспосабливаются к определённому стилю езды.
Вариатор
Достаточно простая трансмиссия. Крутящий момент в ней передаётся пластинчатым ремнём, скользящим по двум коническим шкивам. Такой механизм позволяет плавно регулировать усилие, которое передаётся колёсам. Передаточное число меняется при смещении ремня на миллиметры — это можно делать на ходу, не разрывая поток мощности. Иногда вместо ремня используется цепь. Плюс таких вариаторов в надёжности, а минус — в высокой цене коробки передач.
Подобно классическому «автомату», вариатор не может обойтись без гидротрансформатора. Он поглощает избыточную нагрузку на старте и позволяет останавливаться с работающим двигателем. При равномерном движении узел также блокируется, повышая коэффициент полезного действия.
Плюсы вариатора в качестве автомобильной коробки передач:
Плавность движения в городских пробках — крутящий момент регулируется плавно, переключения передач и потери мощности нет.
Вариатор снижает нагрузку на двигатель. Он всегда выбирает оптимальные обороты и поддерживает их при незначительном изменении скорости.
Доступная цена по сравнению с гидромеханическим «автоматом» — ненамного больше, чем у машин с МКПП.
Главный минус вариатора по сравнению с другими коробками передач — чувствительность к перегреву. Езда по бездорожью и резкие рывки на старте сильно снижают ресурс трансмиссии. Зимой узел нужно долго прогревать — сначала на стоянке, а потом при движении с минимальной скоростью. По стоимости ремонта и обслуживания вариатор сравним с классической АКПП. Многим водителям также не нравится шум мотора, работающего на постоянных оборотах. Но они могут выбрать вариаторы с «виртуальными передачами», ступенчато изменяющие крутящий момент.
Роботизированная трансмиссия
Фактически, в основу этого гибрида положена механическая коробка передач. Но сцеплением и перемещением фрикционных муфт занимаются электронные приводы. Роботизированная коробка передач объединяет плюсы «механики» и «автомата»:
Быстрее ускорение, выше максимальная скорость.
Меньше расход топлива по сравнению с АКПП и вариатором.
Можно выбирать автоматическое или ручное переключение.
Есть защита от перегрузки двигателя и других узлов.
Нет педали сцепления, обучение намного проще.
К сожалению, у «робота» есть минусы по сравнению с другими коробками передач — внедрение электроники не решило всех проблем. По стоимости обслуживания он сравним с гидромеханическими АКПП или обходится дороже. Многие агрегаты чувствительны к резким ускорениям и долгой езде на высоких оборотах. В бюджетных машинах часто встречаются роботизированные коробки передач с одним сцеплением, у которых есть дополнительный минус. Они работают грубо и медленно, из-за чего автомобиль дёргается в момент переключения. Более дорогие модели с двумя сцеплениями лишены этого недостатка.
Заключение
Какую коробку передач выбрать?
Механическая трансмиссия снизит стоимость автомобиля и обойдётся дешевле. А ещё она улучшит динамику машины.
Гидромеханический «автомат» порадует сроком службы и выносливостью, хотя увеличит цену автомобиля и расходы на его обслуживание.
Вариатор обеспечит плавное передвижение в городе и снизит нагрузку на двигатель, но потребует аккуратного обращения.
Роботизированная трансмиссия сочетает удобство автоматической и экономичность механической. Но у неё самые высокие расходы на ремонт и обслуживание.