В своей статье мы рассмотрим устройство и принципом работы автоматической коробки передач, перечислим основные видами коробок автоматов, познакомимся с режимами работы, проанализируем достоинства и недостатки АКПП.
Что такое АКПП
Автоматическая коробка передач (АКПП) — это коробка передач, которая самостоятельно определяет наиболее подходящее передаточное отношение в зависимости от текущего скоростного режима. Автоматическая коробка без участия водителя сама выбирает и переключает нужное передаточное отношение, подстраивается под заданную водителем скорость, обеспечивает плавное начало движения и плавный ход автомобиля. АКПП снимает с водителя львиную долю нагрузки во время движения по сравнению с классической механической коробкой передач.
Поскольку сейчас существуют разные варианты автоматических коробок (роботы и вариаторы), то, чтобы не путаться, АКПП еще называют: классический автомат, гидроавтомат, гидромеханическая трансмиссия, планетарный автомат.
Как отличить робот от автомата или вариатора
Дело в том, что производители стремятся максимально упростить весь процесс взаимодействия водителя с коробкой. По этой причине, например, робот может иметь такой же селектор и режимы (P-R-N-D), как вариатор или АКПП.
Что касается ощущений при езде (при условии, что трансмиссия и сам автомобиль полностью в исправном состоянии), можно обратить внимание на следующее:
- в случае с «классическим» автоматом и преселективными роботами в режиме D может ощущаться легкий толчок;
- на вариаторе момент переключений не чувствуется;
- однодисковый робот может на низких оборотах в спокойном режиме переключаться относительно плавно, однако при динамичной езде коробка начинает толкаться сильнее.
Рекомендуем также прочитать статью о том, что такое селектор АКПП. Из этой статьи вы узнаете о различных видах селекторов коробки автомат, а также какие особенности и отличия реализации селектора АКПП можно встретить на автоматах разных типов.
По этой причине рекомендуется отдельно изучать мануал к автомобилю, чтобы точно определить, какой тип трансмиссии установлен на конкретной модели. Как правило, следует обращать внимание на следующие указания:
- AT — зачастую обозначает гидромеханический автомат;
- CVT — вариаторная коробка передач;
- AMT- роботизированная коробка с одним сцеплением;
Также можно на профильных автофорумах, отдельно изучить техническую литературу и т.д.
История создания автоматической коробки
Идея создания автоматической коробки принадлежит немецкому инженеру Герману Феттингеру, разработавшему первый гидротрансформатор в 1902 году, и поначалу такая трансмиссия применялась только для строительства судов.
Первый автомобиль, оснащенный планетарным автоматом, был американский Ford T. После выхода этого автомобиля наиболее активную роль в разработке автоматов сыграла компания General Motors, которой удалось выпустить полуавтоматическую трансмиссию в середине 1930-х годов. Та же GM в 1940 году создала первую совершенно автоматическую коробку передач
Устройство автоматической коробки передач
Автоматическая коробка передач имеет сложное строение и сам механизм, посредством которого обеспечивается переключение передач, сложен. Суть этого процесса сводится к включению и выключению муфт и тормозов посредством давления рабочей жидкости.
Есть несколько видов АКПП, которые имеют некоторые различия в конструкции, но основные элементы у них одинаковые.
- Гидравлический трансформатор (гидротрансформатор)
. Представляет собой металлический корпус, который заполнен специальной рабочей ATF-жидкостью (маслом). Его основная задача — передавать вращение от мотора к коробке переключения передач. По факту — это аналог сцепления в механической КПП. Состоит из насосного, турбинного и реакторного колес, блокировочной муфты и муфты свободного хода. Колеса имеют лопасти с отверстиями для циркуляции рабочей жидкости. Муфта свободного хода нужна, чтобы реакторное колесо могло вращаться в обратную сторону. Блокировочная муфта позволяет заблокировать гидротрансформатор при определенных режимах работы автомобиля. - Планетарный механизм.
Это редуктор, который переключает скорости в результате изменения передаточного числа на шестеренках. Состоит из: планетарных рядов (солнечная шестерня, сателлиты, коронная шестерня, водило), валов, барабанов с фрикционными муфтами, обгонной муфты и ленточного тормоза. Блокировка одного из элементов планетарного ряда приводит к передаче вращения и изменения крутящего момента. Планетарный ряд может блокироваться ленточным тормозом, обгонной муфтой и фрикционными муфтами. Планетарный механизм выполняет функции блока шестерней в механической коробке. - Гидросистема
. Состоит из масляной помпы, фильтра, толкателей, гидрораспределителя. Рабочая жидкость создает рабочее давление в коробке и защищает внутренние элементы от перегрева и коррозии.
- Электронный блок управления.
Собирает входящую информацию от педалей, систем АБС и ЕСП, датчиков, ручки АКПП и других систем, обрабатывает ее. После чего формирует сигналы, которые отправляются на исполнительные клапаны гидроблока. Блок управления регулирует работу фрикционных муфт и направляет потоки рабочей жидкости в ту или иную муфту, что ведет к переключению скорости. То есть блок управления — буквально «мозг» АКПП, он производит управление коробкой передач. Поломка блока управления ведет к переключению работы автомата в аварийный режим.
Что такое механическая коробка передач (МКПП)
Механическая коробка передач отличается очень простым принципом действия. Водитель при помощи рычага приводит в зацепление определенные шестерни, что помогает включить в машине требуемую передачу. Чтобы отсоединить коробку передач от двигателя, применяется механизм сцепления.
Автомобили на механике выпускают уже больше сотни лет. За время своего существования устройство довели до совершенства. Современная механическая коробка передач имеет много преимуществ. Она считается надежным, экономичным и доступным устройством. При этом его главным минусом считается необходимость ручного переключения передач.
Итак, к главным плюсам устройства стоит отнести следующее:
- Простота конструкции, сравнительно дешевый ремонт и обслуживание.
- Высокий ресурс использования.
- Экономия топлива. Также устройство обеспечивает хорошую динамику разгона.
- Высокий КПД.
- Возможность буксировать машину без применения эвакуатора.
- Хорошая скорость наращивания оборотов мотора авто. При этом водитель самостоятельно может выбирать стиль вождения путем переключения скоростей.
- Небольшой вес.
- Возможность запускать двигатель при поломке зажигания и аккумулятора.
При этом механическая КПП характеризуется и минусами:
- Трудности использования. Новички могут повредить сцепление или узлы агрегата.
- Перегрузка двигателя при неправильном включении передач. Это тоже относится к неопытным водителям, которые могут своевременно не переключиться на нужную ступень. В результате двигатель будет работать на высоких оборотах.
- Увеличенный интервал переключения передач.
- Утомляемость водителя при необходимости постоянного переключения передач в городском режиме.
Сравнение АКПП с механической коробкой
В современном мире «механика» медленно, но верно сдает позиции более прогрессивному собрату — АКПП. Автоматические коробки обеспечивают более плавную и экономную работу двигателя и плавный ход машины.
От водителя не требуется постоянно следить за скоростью и оборотами двигателя, чтобы вовремя включать нужную передачу. За него все сделает «автомат», что особенно удобно при езде по городу, и крайне удобно если вы находитесь в «пробке».
Водителю не нужно львиную долю своего внимания уделять управлению машиной. Хотя есть водители, которым нравится механическая коробка, позволяющая получать удовольствие от непрерывного физического процесса управления машиной и полного контроля езды.
Плюсы и минусы АКПП
У автоматической коробки передач есть свои достоинства и недостатки, которые необходимо знать, прежде чем купить машину с автоматом или пересесть с «механики» на «автомат».
Плюсы АКПП
- Простота и удобство управления, так как не нужно вручную переключать скорости. Водитель только управляет рулем и нажимает на газ и тормоз.
- Отсутствует третья педаль — сцепления.
- На машине с автоматом проще трогаться с места.
- Плавное переключение передач и высокий коэффициент полезного действия.
- Высокая надежность современных АКПП.
- Невозможность «сжечь» сцепление и отсутствие необходимости в периодической замене сцепления.
Минусы АКПП
- Механические коробки более экономичны, по сравнению с автоматами. Автомобиль с АКПП расходует больше топлива примерно на 10-15%. Хотя постепенное усовершенствование автоматов ведет к уменьшению этого показателя.
- Автоматические коробки передач обходятся значительно дороже механических в обслуживании и ремонте. Если автомат выйдет из строя и его нужно будет полностью менять, это будет стоить солидную сумму (до трети стоимости подержанного автомобиля).
- Невозможность быстрого разгона и резкого набора скорости, что особенно чувствуется при совершении обгона на ограниченном расстоянии или плотном встречном потоке машин, то есть когда нужно очень быстро совершить обгон. Эта проблема частично решается включением спортивного режима.
- Автомат ограничивает индивидуальность вождения в отличие от автомобилей с механикой, где водитель полностью контролирует езду.
- Невозможность завести машину с «толкача».
- Автомат может быстро выйти из строя при неправильной эксплуатации.
- Автомобиль с автоматической коробкой имеет ограничения при буксировке, и эти нюансы нужно знать, прежде чем буксировать другой автомобиль или прицеп.
В чем разница между механикой и автоматом?
При выборе конкретного типа коробки переключения передач важно разобраться в их отличиях. При этом стоит учитывать цели, для которых покупается машина:
- для езды в городе;
- для преодоления лесного бездорожья и заносов;
- для перевозки грузов.
Мнение эксперта
Карнаух Екатерина Владимировна
Закончила Национальный университет кораблестроения, специальность «Экономика предприятия»
Также стоит принимать во внимание и стаж вождения. Новичкам проще пользоваться автоматом, тогда как водителям с опытом подойдет и механика.
Чтобы сделать правильный выбор, стоит принимать во внимание следующие параметры:
- Стоимость. Машина с автоматической коробкой обойдется примерно на 50 тысяч рублей дороже по сравнению с механикой. К тому же АКПП считается более дорогой в ремонте и обслуживании. Еще одним негативным моментом считается более высокий расход топлива.
- Обслуживание и ремонт. Обе коробки требуют замены масла. Это вещество выполняет функции смазки и выводит избыток тепла. Это помогает избежать износа трущихся элементов. К тому же масло формирует на поверхности металла пленку, что обеспечивает защиту от коррозии.
- КПД и разгон. Благодаря ручному управлению в механике водитель может разгонять двигатель до красных отметок на тахометре. При этом есть возможность максимально использовать мощность и крутящий момент двигателя. Таким образом для механики характерен более высокий КПД и динамика.
- Надежность. Конструктивно механика кажется надежнее. Она не имеет гидравлики или электроники, которые могут выйти из строя. К тому же МКПП может выдерживать нагрузки в виде буксировки или пробуксовки. При этом электронное управление автоматом позволяет исключить человеческий фактор и контролировать состояние устройства.
- Ресурс эксплуатации. Этот параметр зависит от конструктивных особенностей, условий эксплуатации и своевременности обслуживания. Некоторые автоматы восьмидесятых и девяностых годов могли проходить без ремонта 500 тысяч километров. Современные шести- и восьмиступенчатые агрегаты требуется ремонтировать уже на 150 тысячах километров пробега. Срок службы механики достигает 250-300 тысяч километров.
- Зимнее вождение. Зимой автоматическая коробка дольше прогревается. Это обусловлено большим объемом жидкости. При пробуксовке на льду устройство сильно нагружается. Это увеличивает степень износа масла и деталей. Авто на механике быстрее стартует. При этом механика не боится пробуксовки на льду или в снегу.
- Комфорт. Автомат считается более удобным для водителя. Даже новичок сможет тронуться с места и подняться на горку, не скатившись. Эксплуатация МКПП требует высокой концентрации внимания и навыков.
- Ресурс двигателя и сцепления. Возможность механики раскручивать двигатель до предела уменьшает срок эксплуатации силового агрегата. АКПП оснащена электроникой. Это позволяет держать обороты двигателя под контролем и исключить его перегревание.
- Поведение авто на дороге. Машина на автомате характеризуется более плавным движением. Авто легко поднимается на горку и не глохнет. При этом поклонники механики считают, что этот тип коробки позволяет лучше чувствовать дорогу и автомобиль.
Типы АКПП
Сейчас существует три типа автоматических коробок переключения передач:
- классическая АКПП
. Когда говорят АКПП, то имеют ввиду именно этот тип коробок, и в этой статье мы касаемся именно этого типа. Они устанавливаются на большинстве современных легковых и грузовых автомобилей, хотя другие два типа постепенно увеличивают свое присутствие на авторынке. - Робот
(роботизированная коробка передач). Представляет собой один из вариантов автоматической коробки. Главная его особенность — наличие сцепления, которое обеспечивает быстрое переключение передач без потери мощности мотора. В роботе имеются входные и выходные валы, которые объединяются при помощи зубчатых колес, что приводит к переключение скорости, управляются они синхронизатором. Роботизированная коробка обычно управляется специальным электронным блоком управления, но может также управляться водителем. - Вариатор
не имеет фиксированных передач, поэтому переключение скорости происходит очень плавно. Переключение скоростного режима осуществляется за счет конусообразных шкивов на входе и выходе коробки. Ременное соединение обеспечивает перемещение узлов. Планетарная передача отвечает за движение задним ходом. Вариатор имеет самую большую экономичность из всех автоматических коробок.
Что делает коробка переключения передач
Коробка переключения передач является одним из важнейших узлов автомобиля. Во многом именно от нее зависит впечатление от владения авто. Наличие рывков при разгоне и высокий расход топлива портят жизнь многим автомобилистам. В свое время проблемы с коробками DSG и Powershift изрядно испортили репутацию брендов Volkswagen и Ford. А для многих автомобилистов роботизированная коробка передач — зло, которое лучше обходить стороной. На самом же деле, у каждого типа КПП есть свои плюсы и минусы. Главное — понимать, для каких целей вы приобретаете автомобиль. Тогда все встанет на свои места.
Принцип работы АКПП
При запуске двигателя происходит активация работы автоматической коробки за счет включения масляного насоса, который создает рабочее давление внутри коробки. После этого запускается гидравлический трансформатор, который раскручивается до скорости коленчатого вала.
При нажатии на педаль газа и переключении ручки управления автоматом, масло устремляется к турбине, которая начинает вращаться. Работа радиатора АКПП предотвращает перегрев масла коробки. Блок управления собирает всю поступающую информацию от степени нажатия на педаль газа и различных датчиков автомобиля, обрабатывает ее и посылает сигнал в гидравлический блок, где путем перемещений муфт и тормозов происходит изменение передаточного отношения, наиболее оптимального в данных конкретных условиях.
Масло, заполняющее внутреннюю полость автоматической коробки, имеет важнейшее значение для ее эффективной работы. За уровнем масла нужно следить, чтобы его не было слишком много или мало. Рабочее давление масла составляет 2,5-4,5 бар.
Рабочая температура масла равняется 80ºС, поэтому перед началом движения машину следует немного прогреть, что особенно важно в зимний период, чтобы избежать повреждения пластиковых элементов коробки.
Охлаждение масла чаще всего происходит за счет жидкостного радиатора, реже — воздушного. Автоматическая коробка передач в незаправленном виде и без гидротрансформатора весит в среднем около 70-80 кг. После заправки общий ее вес может достигать 110 кг.
Роботизированная коробка
Относительно недавно автопроизводители внедряют новый тип трансмиссии — роботизированную коробку передач. Конструктивно это такая механическая КПП, а управление как у АКПП. Такой тандем получается за счет установки в обычную механическую коробку передач электронного исполнительного механизма, который управляет не только переключением передач, но и работой сцепления. Долгое время такой тип трансмиссии был главным конкурентом АКПП, однако большинство недостатков, которые инженеры исключают по сей день, побудило массу недовольства среди автовладельцев.
Итак, “робот” в классическом исполнении имеет электронный исполнительный блок, а также актуатор, который вместо вас включает и выключает сцепление.
В начале 2000-х годов VAG выпускает экспериментальную версию роботизированной коробки передач DSG. Расшифровывается обозначение “DSG” как Direkt Schalt Getriebe. 2003 стал годом массового внедрения “ДСГ” на автомобили Volkswagen, однако его конструкция во многом отличается от понимания классического “робота”.
