Разновидности АКПП: отличия и виды коробок автомат

Преселективный метод переключения скоростей

В отличие от АКПП, в роботизированной коробке всегда находятся во включенном состоянии одновременно две передачи – одна четного, другая нечетного рядов. При переключении скоростей происходит мгновенный переход муфты сцепления с одной на другую шестеренную пару.  При этом поток передаваемой мощности практически не прерывается.

Большое преимущество роботов – их компактные размеры и сравнительно небольшой вес. Два ведомых вала КПП с рабочими шестернями четных и нечетных передач расположены один внутри другого. Благодаря такому решению, коробка занимает минимальный объем в подкапотном пространстве.

Автоматика

Представляет собой механику с добавочным механизмом, который сам, без участия водителя осуществляет процесс переключения передач. Чем не круто? Существуют следующие возможные режимы: паркинг, обычно обозначается буквой P; нейтральное положение (соответственно, N); задняя, что обозначается буквой R и, конечно, режим езды или буква D. Выбрать режим можно, двигая простой рычаг в нужном направлении. С ним многие, как и с МКПП, знакомы не понаслышке. Наибольшего прогресса в производстве автоматов достигли концерны известной всем марки BMW.

автоматическая коробка передач

Их инженеры создали проект под названием «SMG», которая преимущественно устанавливалась на М-серию. В основе системы лежит МКПП в шесть ступеней, ею правит гидравлика с электронным компьютером. В таком режиме передачи меняются молниеносно – за доли секунды, если ещё точнее, то приблизительно за восемь сотых. Разновидностью таких коробок является гидротрансформаторные коробки передач, которые являются наиболее распространенными в мире.

Сам по себе гидротрансформатор – не часть коробки, но он выполняет роль классического сцепления. На высоких оборотах происходит его блокировка посредством муфты, это позволяет экономить бензин или дизельное топливо. К тому же гидротрансформатор прекрасно погасит любые колебания, сохраняя ресурсы «движков» и непосредственно трансмиссии. Крутящие моменты в гидротрансформаторных коробках передач передаются посредством применения специальных трансмиссионных масел, которые циркулируют в замкнутом контуре при высоком давлении. Переключение передач находится под ответственностью гидроблока, который в новейших моделях управляется электроникой.

гидромеханическая коробка передач

Такой подход к конструкции дает возможность работать коробке передач в разных режимах: в режиме экономии, режиме «спорт» или в стандартном режиме. Механическая часть гидротрансформаторной коробки может ремонтироваться и при этом обладает завидной надежностью. Наиболее уязвимым местом является гидроблок. Также немаловажную роль играет масло (то самое, трансформаторное), хотя автоматика позволяет его не менять.

Характеристики езды при этом будут в сильной зависимости от так называемых «мозгов» (то есть электронных элементов). Свою роль сыграет количество передач трансмиссии (их может быть от 4 до 8).В зависимости от марки автомобиля, может отличаться следующими плюсами:

• легкость в управлении машиной, комфорт езды;
• акпп позволяет тронуться на ровной поверхности без явления отката;
• исключение возможности переключения передач неверно и, соответственно, дополнительная защита от «травм» механизмов;
• в таких машинах с автоматикой имеется специальная система, что не даст автомобилю самостоятельно двигаться по неровной поверхности (скат, горка).

К минусам относят следующие:

• в отличие от МКПП расходует больше дизельного топлива или бензина;
• дорогая коробка передач, в обслуживании тоже;
• некоторые «тормоза» при переключении;
• наличие стартера.

Гидротрансформатор

Виды коробок передач

Основные разновидности коробок передач:

1. Механические, оборудованные соосными валами (2 или 3, на тракторных агрегатах вводятся дополнительные валы) с шестернями, имеющими прямые или косые зубья (в прошлом столетии существовали мелкосерийные конструкции с планетарными передачами). Существуют коробки с валами, установленными под углом, рассчитанные на использование в тракторах и машинах с полным приводом.
2. Автоматические или гидромеханические, для преобразования крутящего момента используются планетарные механизмы.
3. Роботизированные, построенные на базе механической коробки с дополнительными приводами, управляющими переключением ступеней. В категорию роботов попадают преселективные АКПП с двойным сцеплением (например, DSG), имеющим автоматическое управление.
4. Вариаторы, оснащенные гидравлической муфтой для передачи крутящего момента от двигателя.

МКПП (Механика)

Механическая трансмиссия с ручным выбором ступени оборудована муфтой сцепления, которая размыкается нажатием на педаль сцепления. За счет использования синхронизаторов переключение происходит без посторонних шумов и ударных нагрузок на зубья. Рычаг переключения расположен на тоннеле между креслами водителя и переднего пассажира. До 60-х гг. прошлого века выпускались автомобили с рукояткой, установленной на рулевой колонке.

АКПП (Автомат)

Автоматические трансмиссии получили широкое распространение на машинах американских концернов в начале 50-х гг. прошлого века, а затем стали использоваться европейскими и японскими компаниями. В состав агрегата входит гидравлический трансформатор, обеспечивающий передачу крутящего момента от коленчатого вала двигателя. Переключение ступеней осуществляется гидроблоком с золотниковыми клапанами и электронным блоком управления. Водитель выбирает требуемый режим работы с помощью селектора, расположенного на тоннеле или рулевой колонке.

Автоматический режим работы предотвращает ошибочный выбор ступени с последующим перекручиванием коленчатого вала двигателя. Некоторые модели АКПП поддерживают ручной алгоритм выбора скоростей (при помощи рычага или лепестков, расположенных под рулевым колесом).

Роботизированная коробка передач

На автомобилях встречаются роботизированные трансмиссии 2 типов:

1. Механический блок электрическими или гидравлическими механизмами, позволяющими управлять сцеплением сухого типа и переключать ступени без вмешательства водителя. Подобная схема используется на техники производства компаний Lada или Opel, отличается низкой себестоимостью, но требует частого обслуживания и регулировки, а также и не обеспечивает плавное переключение передач.
2. Конструкция с 2 сцеплениями, отвечающими за включение четных или нечетных скоростей, впервые запущенная в серийное производство концерном Volkswagen под обозначением DSG. Позднее аналогичные роботы появились в производственной программе концернов Ford, Hyundai-KIA и ряда других. За счет использования двойной муфты достигается быстрое и плавное переключение скоростей, реализована поддержка ручного управления.

Коробка передач вариатор

В конструкции предусмотрены 2 конические поверхности, по которым передвигается металлический ремень, обеспечивая плавное изменение частоты вращения выходного вала. Ряд изготовителей предусматривает фиксированные положения ремня, которые необходимы для имитации ступеней при ручном управлении.

Принцип работы АКПП/гидромеханической трансмиссии

Перед началом движения насосное колесо вращается, реакторное и турбинное остаются в неподвижном состоянии. Реакторное колесо закреплено на вале посредством обгонной муфты, в связи с чем может вращаться только в одну сторону. Когда водитель включает передачу, нажимает на педаль газа – обороты двигателя растут, насосное колесо набирает обороты и потоками масла раскручивает колесо турбинное.

Масло, отбрасываемое обратно турбинным колесом, попадает на неподвижные лопатки реактора, которые дополнительно «подкручивают» поток этой жидкости, увеличивая его кинетическую энергию, и направляют на лопасти насосного колеса. Таким образом, при помощи реактора возрастает крутящий момент, что и требуется транспортному средству, набирающему разгон. Когда автомобиль разогнался, и начал двигаться с постоянной скоростью, то насосное и турбинное колёса вращаются примерно с одинаковыми оборотами. Причём поток масла от турбинного колеса попадает на лопасти реактора уже с другой стороны, благодаря чему реактор начинает вращаться. Возрастания крутящего момента не происходит, и гидротрансформатор переходит в равномерный режим гидромуфты. Если же сопротивление движению автомобиля начало возрастать (к примеру, автомобиль начал ехать на подъём, в гору), то скорость вращения ведущих колёс, а, соответственно, и турбинного колеса, падает. В этом случае потоки масла снова затормаживают реактор – и крутящий момент возрастает. Таким образом, производится автоматическое регулирование крутящего момента, в зависимости от изменений в режиме движения транспортного средства.

Отсутствие жёсткой связи в гидротрансформаторе имеет как достоинства, так и недостатки. Плюсы состоят в том, что крутящий момент изменяется плавно и бесступенчато, демпфируются крутильные колебания и рывки, передаваемые от двигателя к трансмиссии. Минусы состоят, прежде всего, в невысоком КПД,  поскольку часть полезной энергии попросту теряется при «перелопачивании» масляной жидкости и расходуется на привод насоса АКПП, что, в конечном итоге, приводит к увеличению расхода топлива.

Но для сглаживания данного недостатка в гидротрансформаторах современных АКПП применяется режим блокировки. При установившемся режиме движения на высших передачах автоматически включается механическая блокировка колёс гидротрансформатора, то есть он начинает выполнять функцию обычного классического механизма сцепления. При этом обеспечивается жёсткая непосредственная связь двигателя с ведущими колёсами, как в механической трансмиссии. На некоторых АКПП включение режима блокировки предусмотрено и на низших передачах тоже. Движение с блокировкой является наиболее экономичным режимом работы коробки-«автомата». А при повышении нагрузки на ведущих колесах блокировка автоматически выключается.

При работе гидротрансформатора происходит значительный нагрев рабочей жидкости, вот почему в конструкции автоматических коробок предусматривается система охлаждения с радиатором, который либо встраивается в радиатор двигателя, либо устанавливается отдельно.

Роботизированная коробка или робот

Простыми словами роботизированная коробка – это гибрид механической КПП и электроники. Все то же самое, как в МКПП, только за переключение передач, выжим сцепления отвечает компьютер. Он самостоятельно передвигает вилки, смыкая или размыкая определенные шестерни, работает со сцеплением. Поэтому его можно смело называть автоматической коробкой передач. Визуально не отличить, где робот, а где автомат, но конструктивно они сильно отличаются.

Существует два типа роботизированной трансмиссии – с одним и двумя сцеплениями. Первый тип плохо себя зарекомендовал, достаточно вспомнить «робота» на Лада Веста и Xray. Постоянные тычки, пенки при переключении скоростей вызывали бурю негодования среди владельцев автомобилей. Им приходилось привыкать к трансмиссии и терпеть боль при вождении.

Второй тип – был лишен этих недостатков. В его конструкции установлено два сцепления, одно для четных, другое для нечетных передач. Например, во время движения на второй передачи, третья уже включена, но её сцепление отключено. При достижении определенной скорости, плавно включается сцепление третьей, второй выключается и готовится четвертая. Наглядным примером является DSG от концерна VAG, второе название трансмиссии – преселективная коробка-автомат.

Это обеспечивает плавность переключения скоростей. Водитель даже не замечает этого, он просто жмет на педаль газа. Изменение передач можно проследить только по показаниям тахометра

Платой за комфорт является повышенное внимание к обслуживанию роботизированной АКПП

Плюсы робота с двойным сцеплением

1. Плавность переключение скоростей и начало движения автомобиля.
2. Экономичность. Роботизированные КПП DSG прославились выдающимися показателями топливной экономии. Даже на бензине по трассе автомобиль потребляет не больше 5-6 литров на 100 километров в зависимости от объема двигателя.
3. Хорошие динамические характеристики. Если сравнивать классический автомат или вариатор, то робот с двумя сцеплениями разгоняет машину до первой сотни километров быстрее своих конкурентов.

Недостатки роботизированного «автомата»

1. Он требует большего внимания к себе. Частая замена масла, новый комплект сцепления может потребоваться на пробегах 60-70 тысяч. Если экономиться и забивать «болт» на обслуживание, то быстро может выйти из строя мехатроник.
2. Большие расходы на обслуживание и ремонт. Комплект нового сцепления на DSG будет стоить от 20000 тысяч рублей без работы. Ремонт мехатроника от 10 до 35 тысяч рублей. Ремонт всего агрегата может обойтись от 11 до 120 тысяч, в зависимости от поломки.

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 определить разновидность автоматической коробки?

Чтобы узнать какой из видов автомата установлен в автомобиле, есть 3 основных способа.

1. Самый простой способ – это обратиться к сервисному мануалу автомобиля. В инструкции должно быть указано: АТ – автоматическая коробка с гидравлическим приводом, CVT – вариаторный тип коробки или DSG – роботизированный автомат.

1. В случае с гидроавтоматом, машина, набирая скорость, едет ровно, но, все же, чувствуется, как переключаются передачи. Вариаторная, как уже описано ранее, будет работать размеренно и без изменений тональности функционирования мотора. А «робот DSG» в процессе увеличения хода движения проявится резкими рывками и толчками.
2. Можно прибегнуть к помощи Интернета. Ведь на сегодняшний день нет ничего проще, чем ввести в Сеть модель авто с целью определить тип автоматической КПП.

DSG-6 DQ250 на автомобилях Audi

Поскольку немецкая автомобилестроительная компания Audi является частью группы VAG, трансмиссия не могла обойти стороной данную марку авто. Почти десять лет трансмиссией оснащали модель Audi A3 и восемь лет Audi TT. В 2012 и 2014 году соответственно производство было свернуто. Достаточно часто владельцы Audi TT жаловались на волнообразное движение транспортного средства с места при отпускании педали акселератора.

DSG-6 DQ250 на Audi:

Также регулярно отмечались тычки, рывки при плавном нажатии на педаль газа. Обычно в сервисном центре мастера меняли соленоиды, которые активно забивались стружкой. Ремонт гидроблока необходим был потому, что Audi A3 и Audi TT в принципе располагают к динамичной езде, плюс к этому подстегивали водителей особые настройки робота.

Назначение и работа АКПП

Многим водителям не раз приходилось водить автомобиль и на механической, и на автоматической коробке передач, а есть еще и роботизированная коробка (РКПП), но про нее поговорим в другой раз. Между двумя механикой и автоматом существуют два отличия:

• АКПП не имеет педали сцепления
• автомат не требует переключения передач. Это происходит автоматически в режиме езды

Функция у всех коробок передач одна, но реализация у каждого из видов своя. АКПП при ограниченных оборотах позволяет иметь широкий диапазон скоростей. Если у механики переключение передач осуществляется с помощью блокирования шестерней, то в автомате одни и те же шестерни могут обеспечивать различное передаточное число. В автоматической коробке передач используется планетарная передача.

Неисправности и надежность DSG-6 DQ250

Надежность коробки зависит от года выпуска. Чем позже, тем лучше. Водители отмечали, что на некоторых режимах даже на небольших пробегах возникали вибрации в двойном сцеплении, быстро изнашивалось «железо» барабана сцепления. Все это приводило к тому, что коробка на первых порах часто ломалась еще до первых 100 тыс. км пробега. Позже было принято решение ограничить 02E DSG-6 до 220 Нм крутящего момента и двух литров рабочего объема двигателя. Разработанный совместно со специалистами из Borg Warner агрегат изначально получил неудачную конструкцию маховика. Его «болезни» часто становились причиной поломки комплекта сцепления. На протяжении всего «детского» возраста DSG DQ-250 рано требовал замены мехатроника.

Устройство коробки автомат

Классический автомат состоит из четырех основных компонентов:

• Гидравлический трансформатор — заменяет сцепление, преобразовывает и передает крутящий момент на колеса. Состоит из центробежного насоса, лопастной турбины и реактора, обеспечивающего плавные и точные перемены крутящего момента. Насос связан с коленвалом, а турбина — с валом коробки. Трансформация энергии осуществляется за счет потоков жидкости и давления, образованного ими. Гидротрансформатор изменяет обороты вращения и крутящий момент в незначительном интервале, поэтому к нему добавляют планетарный узел (коробку).
• Планетарный редуктор состоит из центральной шестеренки (солнечной), сателлитов, коронной шестеренки и планетарного водила. Производит переключение передач за счет блокирования одних шестеренок и разблокирования других.
• Тормозная лента, задний и передний фрикционные диски обеспечивают непосредственное включение передач.
• Система управления состоит из шестереночного насоса, маслосборника, гидравлического блока и электронного блока управления (ЭБУ). Гидравлический блок состоит из каналов с соленоидами (клапанами) и плунжерами, осуществляющими функции контроля и управления. ЭБУ осуществляет управление за счет сведений от датчиков, собирающих разнообразные показатели.

Роботизированная КПП является более совершенным вариантом МКПП с высокопродуктивными системами управления.

В вариаторе трансформация передаточного числа выполняется механизмом, имеющим в составе ведущий и ведомый шкивы, через которые проходит клиновидный ремень.

Робот или роботизированная коробка (РКПП)

«НО постой» — скажите вы мне – «А почему сейчас идет робот, ведь есть еще – такие виды как  автомат и вариатор, почему ты так перескочил?». Вопрос что говорится – «не в бровь, а в глаз». Перескочил потому что роботы это продолжение механики, как бы банально это не звучало. Такие коробки взяли все плюсы от МКПП и от АКПП, но и минусов у них предостаточно.

Если сказать простыми словами, то получилось такое строение: — на обычную механическую коробку, приделали специальные серво или электронные приводы, которые взяли на себя функции сцепления, то есть они переключают передачи, поэтому третья педаль отсутствует – есть только газ и тормоз как на вариаторе или автомате. Но здесь есть и диск сцепления, и даже корзина, те же самые валы (ведущий и ведомый), вот только руководит всем этим электроника, которая по сути и является «ахиллесовой пятой».

Не создали еще совершенные механизмы переключений именно у роботов, все эти коробки медлительны – задумчивы, переключения происходят медленно, а также очень ненадежны из-за многих электронных узлов.

Плюсы робота:

• Облегчает переключение, не нужно думать о сцеплении
• Экономит топливо, как и механика
• Можно ехать накатом
• Можно не боясь буксировать
• Немного масла в строении (сравнимо с механикой)

Минусы робота:

• Задумчива
• Переключения происходят с толчками
• Наблюдает небольшой откат на старте назад, на горке это опасно, ведь сзади может стоять другой автомобиль

Многие считают, что за такими видами РКПП будущее, вполне возможно, ведь электроника развивается, и ставится более компактной и совершенной. Наибольшие успехи сейчас добились компании Volkswagen, FORD и BMW.

Недостатки АМТ

Есть недостатки и у столь популярной и востребованной АМТ: Перепрограммировать нельзя привыкнуть: запятую ставим сами. Если водитель имеет намерение изменить динамику автомобиля или сэкономить ресурсы машины путём перепрограммирования АМТ, его будет ждать разочарование. Перепрограммировать данный тип коробки передач невозможно. Выход один: не пытаясь подстроить АМТ под свой стиль вождения, подстроиться самому к некоторым особенностям её функционирования.Впрочем, здесь следует оговориться. После того, как гарантийный срок обслуживания автомобиля истекает, наши умельцы всё же умудряются перепрошивать электронный блок управления АМТ. Нельзя сказать, что эта процедура гарантировано приведёт к улучшениям динамики авто, но такие попытки предпринимаются отечественными автолюбителями регулярно.

Низкая скорость переключения. Те, кто привык управляться с автоматической коробкой передач, зачастую сетуют на то, что АМТ слишком «заторможенная». Данный недостаток – результат программных издержек, он присущ любым автоматическим коробкам передач. К сожалению, здесь приходится выбирать между наличием «автомата» и скоростью переключения; современный автопром, увы, ещё не придумал третьего варианта.

Наличие ручного режима. При движении в пробках или по пересечённой местности переключение на ручной режим для АМТ обязателен. В противном случае АМТ очень быстро выработает свой ресурс и придёт в негодность.Данный минус можно назвать минусом лишь условно: некоторые водителя, напротив, горячо приветствуют в АМТ наличие возможности вручную переключать передачу.

Рывки при переключении. Иногда в процессе переключения скоростей при движении автомобиля ощущаются рывки. Причина – не сброшенный на момент переключения газ

Это не совсем недостаток, а скорее особенность эксплуатации АМТ: важно научиться нажимать на педаль газа в этой ситуации не полностью. Плохая работа на крутых подъёмах

При движении по крутому подъёму в автомобилях, оснащённых АМТ, может размыкаться сцепление

Плохая работа на крутых подъёмах. При движении по крутому подъёму в автомобилях, оснащённых АМТ, может размыкаться сцепление

Это происходит в том случае, когда оно перегревается. Именно по этой причине в роботизированной коробке передач существует возможность ручного переключения. Опять же, это не недостаток, а особенность конструкции.

Что в итоге

С учетом приведенной выше информации становится понятно, что автоматическая коробка  является целым комплексом механических, гидравлических и электронных устройств. При этом управление осуществляется как гидравликой, так и электронным блоком.

Также следует отметить, что по компоновке автоматические трансмиссии могут отличаться для автомобилей с передним и задним приводом, хотя большинство составных элементов одинаковы.

Если говорить о механической части АКПП, в ее устройстве  использован планетарный ряд, что отличает данный тип коробок от  обычной «механики» (в механической коробке  передач ставят параллельные валы и закрепленные на них шестерни, которые находятся в зацеплении между собой).

Что касается гидротрансформатора,  данное устройство можно считать отдельным элементом АКПП, так как ГДТ ставится между мотором и коробкой, выполняя функции сцепления по аналогии с МКПП.

Также от гидротрансформатора приводится в действие масляный насос внутри коробки автомат. Указанный насос создает рабочее давление трансмиссионной жидкости, что, в свою очередь, позволяет реализовать управление коробкой. 

Напоследок отметим, что не следует  пытаться заводить машину с коробкой  «автомат» без стартера  (с разгона), как это часто практикуется на автомобилях с механической коробкой. Дело в том, что насос АКПП  приводится в действие от двигателя.

Получается, пока ДВС не работает, давления рабочей трансмиссионной жидкости в коробке  не будет.  Это значит, что без давления не удастся реализовать управление АКПП, причем независимо от того, в каком положении будет стоять селектор выбора режима работы. Более того, попытка заводить машину с автоматом «с толкача»  может привести к серьезным поломкам коробки передач.

https://youtube.com/watch?v=QrNJd0n8YP4