Гидромеханическая коробка передач

Гидротрансформатор

Гидротрансформатор представляет собой гидравлический механизм, который размещен между двигателем и механической коробкой передач. Он состоит из трех колес с лопатками:

насосного (ведущего);
турбинного (ведомого);
реактора.

Насосное колесо 3 закреплено на маховике 1 двигателя и образует корпус гидротрансформатора, внутри которого размещены турбинное колесо 2, соединенное с первичным валом 5 коробки передач и реактор 4, установленный на роликовой муфте 6 свободного хода. Внутренняя полость гидротрансформатора на 3/4 своего объема заполнена специальным маслом малой вязкости.

Каждое колесо имеет наружный и внутренний торцы, между которыми располагаются профилированные лопасти, образующие каналы для протока жидкости. Все колеса гидротрансформатора максимально приближены друг к другу, а вытеснению жидкости препятствуют специальные уплотнения.

При работающем двигателе насосное, колесо вращается вместе с маховиком двигателя. Масло под действием центробежной силы поступает к наружной части насосного колеса, воздействует на лопатки турбинного колеса и приводит его во вращение. Из турбинного колеса масло поступает в реактор, который обеспечивает плавный и безударный вход жидкости в насосное колесо и существенное увеличение крутящего момента. Таким образом, масло циркулирует по замкнутому кругу и обеспечивается передача крутящего момента в гидротрансформаторе.

Характерной особенностью гидротрансформатора является увеличение крутящего момента при его передаче от двигателя к первичному валу коробки передач. Наибольшее увеличение крутящего момента на турбинном колесе гидротрансформатора получается при трогании автомобиля с места, при этом коэффициент трансформации может составлять до 2,4. В этом случае реактор неподвижен так как заторможен муфтой свободного хода. По мере разгона автомобиля увеличивается скорость вращения насосного и турбинного колес. При этом муфта свободного хода расклинивается и реактор начинает вращаться с увеличивающейся скоростью, оказывая все меньшее влияние на передаваемый крутящий момент. После достижения реактором максимальной скорости вращения гидротрансформатор перестает изменять крутящий момент и переходит на режим работы гидромуфты. Таким образом, происходит плавный разгон автомобиля и бесступенчатое изменение крутящего момента.

Гидротрансформатор автоматически устанавливает необходимое передаточное число между коленчатым валом двигателя и к ведущими колесами автомобиля, Это обеспечивается следующим образом: с уменьшением скорости вращения ведущих колес автомобиля при возрастании сопротивления движению возрастает динамический напор жидкости от насоса на турбину, что приводит к росту крутящего момента на турбине, следовательно, на ведущих колесах автомобиля.

КПД гидротрансформатора определяет экономичность его работы. Максимальное значение КПД гидротрансформатора может быть от 0,85 до 0,97, но обычно находится в диапазоне от 0,7 до 0,8. В комплексном гидротрансформаторе на режиме гидромуфты можно получить максимальное значение КПД до 0,97.

Изменение режимов работы гидротрансформатора происходит автоматически. Если увеличивать нагрузку на выходе из гидротрансформатора, то происходит уменьшение угловой скорости турбины, что приводит к увеличению коэффициента трансформации.

К сожалению, гидротрансформатор имеет малый диапазон передаточных чисел, не обеспечивает движения задним ходом, не разобщает двигатель от трансмиссии (необходима сложная система опорожнения проточных частей от рабочей жидкости). Поэтому за гидротрансформатором устанавливают специальную планетарную коробку передач, которая компенсирует указанные недостатки.

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.

Также не следует переключать передачи без выжима педали тормоза. Коробка примет на себя весь удар, особенно если переключиться с первой на заднюю без предварительного оттормаживания. На ходу, если это затяжной спуск, не рекомендуется включать «нейтралку». Это также существенно снижает ресурс гидравлического трансформатора и рабочих муфт. В остальном же необходимо придерживаться регламента замены масла и фильтров. Срок эксплуатации данной КПП составляет порядка 350 тысяч километров.

Замена или ремонт

Ремонт трансформатора проходит в несколько этапов:

срезание сварного шва и разборка устройства;
очищение частей гидротрансформатора от грязи и масла специальным раствором (сольвентом);
диагностика деталей (осмотр, дефектация различными методами);
снятие изношенных частей, высверливание или срезание их крепления;
прикрепление, приваривание или приклеивание новых запчастей;
проверка герметичности блокировочного поршня, замена сальников и уплотнителей;
сборка трансформатора, балансировка (выравнивание биения) на станке;
сварка корпуса;
проверка качества сварных швов, внутреннего зазора, функциональности блокировки;
повторная балансировка гидротрансформатора;
проверка исправности отремонтированного устройства.

При разрушении нескольких деталей, сильном износе трансформатора или сочетании этих факторов может быть рекомендована полная замена устройства. Стоимость замены может на порядок превышать среднюю цену ремонта. Восстановленные и бывшие в употреблении устройства могут стоить дешевле, но и ресурс их работы будет на 20-40% меньше, чем у новых.

АКПП — что это такое

Классическая автоматическая передача представляет собой довольно сложный комплекс из двух устройств. Ответить на вопрос: «Что это такое АКПП?» возможно только разобравшись в ее конструкции.

Автоматическая передача состоит из трех основных частей:

Гидротрансформатора, который принимает крутящий момент от силового агрегата и передает его на следующий непосредственно за ним механизм.
Собственно коробки перемены передач планетарного типа — данное устройство преобразует усилие и осуществляет привод колес через главный редуктор.
Устройства управления, состоящего из некоторого количества золотников, регулирующего потоки масла к исполнительным механизмам.

По аналогии с механической трансмиссией гидротрансформатор АКПП играет роль сцепления — он установлен между двигателем и планетарным механизмом. Его устройство значительно более сложное и допускает проскальзывание передачи во время начала движения и торможения. На большинстве современных АКПП гидротрансформатор блокируется при высоких оборотах двигателя.

Видео компании Тойота поясняет принцип работы гидротрансформатора и других элементов АКПП:

Планетарная коробка соответствует по назначению своему механическому аналогу. Разница состоит в том, что в автомате переключения производятся сервоприводами, а на механике – вручную.

Фактически управление работой АКПП осуществляется при помощи двух педалей: акселератора и тормоза. При этом нажатие на «газ» не приводит к увеличению частоты оборотов двигателя, а влияет непосредственно на скорость движения.

Устройство узлов и механизмов

Конструкции отдельных элементов могут различаться. Рассмотрим только один из наиболее часто встречающихся вариантов — гидротрансформатор. Он имеет в своем составе:

турбонасос;
турбину;
статор.

Корпус данного устройства жестко устанавливается на маховике, чем по аналогии оно сходно с корзиной механического сцепления.

Статоры бывают двух видов: неподвижные по отношению к блоку двигателя или стопорящиеся при помощи ленточного тормоза. Такая конструкция позволяет обеспечивать оптимальное использование крутящего момента, особенно на малых оборотах. Корпус гидротрансформатора заполнен вязким маслом.

Планетарная коробка или редуктор представляет собой целый набор механизмов в ее состав входят:

эпицикл — большая шестерня с обращенными внутрь зубьями;
малая солнечная шестерня;
водило с шестернями сателлитами.

Видео — принцип работы планетарного ряда автоматической коробки передач:

Один из вышеперечисленных узлов зафиксирован неподвижно по отношению к картеру коробки. Сателлиты находятся одновременно в зацеплении, как эпицикла, так и малой солнечной шестерни. Помимо названных узлов в состав коробки входят фрикционные муфты, которые, в свою очередь, состоят из двух элементов: хаба – ступицы и барабана.

Между ними находится комплект из чередующихся стальных и пластиковых фрикционных дисков и кольцеобразного поршня, управляющего их работой. В планетарной КП имеется также обгонная муфта, ее конструкция может быть разной. Она устроена таким образом, что способна вращаться достаточно свободно в одну сторону и заклинивает при изменении направления.

Устройство АКПП, помимо названных выше узлов, имеет еще и механизм управления, принцип работы которого зависит от типа исполнительных механизмов.

В современных АКП золотники гидроприводов перемещаются под воздействием соленоидов, напряжение на которые поддается от электронного блока управления. В классическом варианте управление осуществляется с учетом положения педали акселератора и регулятора давления масла центробежного типа установленного на выходном валу коробки.

Водитель выбирает режим работы АКП при помощи селектора, в большинстве современных автомобилей он устанавливается на центральной консоли. Управление может быть продублировано кнопками на рулевом колесе.

Проверяем АКПП

Прежде всего нужно разобраться с возрастом «старушки». Средний ресурс АКП составляет 200-300 тыс. км или 10-15 лет, после чего коробка действительно начинает стареть. Пока это не сказывается на ее работе, но пройдет несколько месяцев, и новый владелец такого автомобиля с удивлением обнаружит, что ему подсунули «гораздо лучшую вещь». Поэтому — первое наше предупреждение: покупая машину со значительным пробегом или в возрасте около 10 лет и более, надо быть готовым к тому, что «автомат» долго не протянет

К сокращенному сроку службы АКП приводит и спортивный способ езды, а также использование машины в качестве тягача (обратите внимание на наличие буксировочного устройства или следов его установки). При покупке таких машин лучше отдать предпочтение автомобилям с перебранной коробкой передач

При этом желательно узнать, где она перебиралась, какими «болезнями» страдала, как ее отремонтировали. Терпеливо просмотрите все бумаги и выслушайте рассказы ремонтников, поскольку знать биографию автомобиля — совсем не лишнее.

Первая проверка. При неработающем двигателе достаньте щуп коробки и посмотрите на цвет масла. При пробеге в 200 тыс. км масло должно быть темно-коричневым и слегка прозрачным, даже если его ни разу не меняли. А вот густое черное масло говорит о том, что коробку придется ремонтировать. Не забывайте и то, что в автоматической коробке нельзя полностью поменять масло. Даже если снять поддон и крышку блока клапанов, заменить можно только 50 процентов (и 80 процентов в «мерседесах» — так как там есть вторая сливная пробка в гидротрансформаторе). Для того, чтобы полностью заменить масло в АКП, ее нужно разобрать. Поэтому если вы видите на щупе неразбиравшейся АКП девственно-чистое масло, не обольщайтесь: «отец» вашей «невесты» явно подтасовал карты.

Неплохо бы проверить и уровень масла. Заведите двигатель и, пройдясь по всем положениям АКП, установите селектор в положение «P» (или «N» — на автомобилях фирмы «Крайслер» или переднеприводных вариантах «Мицубиси»). Затем замерьте уровень масла на минимальных оборотах холостого хода. Слишком низкий или слишком высокий уровень говорит о том, что бывший хозяин машины просто не разбирался в технике: эксплуатация с неправильным уровнем масла может привести к серьезным проблемам с АКП. Правда, не забывайте, что с нагревом (или охлаждением) уровень масла в коробке существенно меняется — до 50 мм. Обязательно проверьте, хотя бы наощупь, насколько масло нагрелось. Учтите, что щупы бывают разные: на одних есть метки только для холодного масла (+20oС), на других — для горячего (+60…70oС), а на третьих — и те, и другие.

На все приказы автоматическая коробка должна реагировать легко и непринужденно. Запустите двигатель, отключите кондиционер, затормозите машину рабочими тормозами и переведите селектор АКП из положения «N» поочередно в положение «D» или «R». При этом, без задержки, должно произойти включение передачи с легким толчком вперед или назад. Если толчки окажутся сильными, то не спешите обвинить АКП во всех смертных грехах. Причиной подобных ударов могут быть повышенные обороты холостого хода двигателя, а также поломка опор силового агрегата. Но если вы заметили задержки включения передачи (более 3-5 сек.), значит АКП неисправна.

Предположим, что все предыдущие испытания коробка прошла успешно, осталось только прокатиться. Для этого нужно выбрать ровный горизонтальный участок дороги. Автомобиль должен тронуться плавно, без толчков и рывков, и вести себя так же при последовательном переходе на более высокие передачи. Правда, рывки и толчки — это не главное. Пробуксовка — вот основный признак неисправной АКП. При резком нажатии на педаль акселератора при скорости до 100 км/час АКП должна переключиться на более низкую передачу. Если есть возможность, поставьте машину на смотровую яму или подъемник и посмотрите на АКП снизу — нет ли там масляных подтеков? Масло подтекает, когда коробке явно нездоровится.

Коробка автомат для начинающих водителей. Что означают буквы на автомате?

В этой статье мы расскажем что означают все буквы и цифры на автоматической коробке передач, какому режиму работы автомата они соответствуют и надо ли пользоваться педалью тормоза, включая тот или иной режим.

Основные буквы и режимы на коробке автомат

«P» — на английском языке Parking, данный режим переводит коробку автомат ( акпп ) в режим парковки и блокирует ведущие колеса автомобиля крюком, который падает между зубцов шестерни. Обязательно включать этот режим только при полной остановке автомобиля и пользуясь педалью тормоза, в противном случае этот крюк может обломиться, что приведёт к ремонту автоматической коробки передач.

«R» — на английском Reverse — назад или обратно, этот режим включает задний ход. Так же при включении этого режима нужно пользоваться педалью тормоза. А при переключении с D на R следует делать небольшую паузу в режиме N, для меньшего износа деталей акпп.

«N» — на английском Neutral, нейтральная передача. В этом режиме усилие на колеса не передается, и колёса автомобиля остаются не заблокированными. Данный режим предназначен, в основном, для буксировки автомобиля, погрузке машины на эвакуатор или просто для того чтобы можно было оттолкать при необходимости. Как правило пользоваться этим режимом приходится при неисправности автомобиля.

«D» — на английском Drive — езда. Это режим работы автомата для езды вперёд. Включая данный режим нужно пользоваться тормозом. При переключении с R на D следует делать небольшую паузу в режиме N, для меньшего износа деталей акпп.

«A» — на английском Automate — автоматический, редко, но всё же ещё встречается такое обозначение режима «D», означает тоже самое, что и режим «D».

«L» — на английском Low, низкий — это пониженная передача. Такой режим незаменим на бездорожье, при движении на подъем, на крутых спусках и т.д.. В этом режиме используется торможение двигателем. Также нужно помнить, что понижайка на разных машинах имеет определенное передаточное число. Чем это число оказывается выше, тем лучше автомобиль выезжает на плохом покрытии под нагрузкой.

«B» — на английском Bottom, ещё одно обозначение режима «L» на автомате. Присутствует на гибридных автомобилях. Торможение двигателем. Используется при затяжном торможении при спуске с горок или горных серпантинов. В этом режиме и батарея заряжается активнее.

«2» — означает движение вперед не выше второй передачи. То есть для движения будет использоваться 1 и 2 передачи, на третью, четвёртую и тд передачи автомобиль не будет переключаться. Из положения D и обратно можно переключяться без тормоза.

«3» — означает движение вперед не выше третьей передачи. То есть для движения будет использоваться 1, 2 и 3 передачи, на четвёртую и тд передачи автомобиль не будет переключаться. Из положения D и обратно можно переключяться без тормоза.

«M» — на английском Manual — «ручной» , переводит АКПП в ручной режим. В данном режиме, благодаря знакам + и — можно пользоваться коробкой автомат как и механикой, переключая передачи вниз и вверх на необходимых вам в данный момент оборотах двигателя.

«S» — Sport, это спортивный режим использования автоматической коробки. Этот режим делает автомобиль более динамичным при старте и обгоне, благодаря повышению оборотов двигателя как при движении, так и при переключении передач. Данный режим увеличивает нагрузку на двигатель, резину и трансмиссию, автомобиль в этом режиме расходует гораздо больше топлива по сравнению с режимом D или ECO.

«OD» — на английском Over Drive. Его можно использовать только при обгонах, ускорениях на определённой скорости. При движении на трассе, для резкого манёвра на скорости, перейдя в овер драйв машина переключится на 3 передачу, что завысит обороты двигателя, и улучшить динамику во время обгона.

«W» — на английском Winter, зимний режим работы автомата, при котором трогание автомобиля с места осуществляется со второй передачи во избежание пробуксовки;

Что представляет собой гидротрансформатор АКПП

На сленге автовладельцев и опытных механиков это устройство называют бубликом. Прозвище появилось из-за схожести гидротрансформатора с хлебным изделием по внешнему виду. Чтобы понять на сколько важен этот аппарат в АКПП, нужно разобрать принцип работы гидротрансформатора и посмотреть на его устройство изнутри.

Некоторые автовладельцы называют его гидромуфтой. Это название ближе к нему и лежит в области механики. Происходит из-за того, что ГДТ соединяет двигатель и АКПП, выполняя роль сцепления.

Только две автоматические коробки поддерживают наличие гидротрансформатора. Это:

автоматический тип или стандартный автомат;
вариаторный тип коробки передач или CVT.

Устройство ГДТ

Гидротрансформатор представляет собой сложное устройство. Неисправности в любом из его комплектующих могут привести к тому, что автомобиль либо вообще не тронется с места, либо не сможет разогнаться.

Он меняет и передает крутящий момент на двигатель транспортного средства. Состоит из следующих элементов:

насосное колесо, которое создает поток смазки. Масло течет и создает давление, заставляя вращаться следующие элементы;
турбина вращается за счет потока масла, созданного насосным колесом;
реакторное колесо, принцип работы идентичен турбине;
муфта свободного хода или обгонная;
блокировочная муфта.

ГДТ размещается между мотором и трансмиссией в отсеке полностью заполненным трансмиссионной жидкостью. Масло выполняет роль не только смазывающего средства, но становится «мокрым» сцеплением.

Неисправности ГДТ отрицательно влияют на следующие комплектующие АКПП:

маслонасос;
гидроблок;
уменьшают жизненный ресурс всей коробки передач.

Важную роль в работе гидротрансформатора играет блокировочная муфта. Блокировка повышает экономичность расхода топлива автомобиля.

Блокировка

Когда будет происходить блокировка определяет электронный блок управления АКПП. А принцип ее функционирования состоит в торможении автомобиля и уменьшении скорости вращения гидротрансформатора. Таким образом крутящий момент передается напрямую от двигателя коробке. Происходит это до тех пор, пока снова не поменяется передача.

Блокировочная муфта состоит из:

поршня с уплотнительными кольцами;
крышки;
ступицы, которая соединена с колесом и валом;
двух ведущих дисков из стали;
три ведомых дисков из металлокерамики.

Диски соединены в одном корпусе, которые находятся в тандеме с насосным колесом с одной стороны, а с другой с крышкой.

У блокировочной муфты гидротрансформатора имеются недостатки:

когда происходит блокирование гидротрансформатора, водитель может почувствовать эти удары или толчки (на примере недоработанных особенностей коробки DP0 от французского концерна «Пежо-Ситроен»);
снижается плавность хода;
быстро изнашивается фрикционный диск, смазка загрязняется и теряет свои свойства.

Положительные стороны блокировки – снижается количество потребляемого топлива транспортным средством.

Принцип работы

Гидротрансформатор может работать в трех режимах.

Название режима	Принцип работы
Преобразование крутящего момента	Происходит во время начала движения, при езде по проселочным дорогам, разгоне и подъеме по склону. Насосное колесо направляет поток смазки на турбину и реактор. Происходит подъем крутящего момента. Это нужно, чтобы мощь автомобиля увеличилась и он преодолел силу тяжести и своего веса
Включение обгонной муфты	В режиме гидромуфты снижается нагрузка на турбину, выравниваются вращения насосного и реакторного колес. Они вращаются в одном направлении. Включается во время движения по ровному пути
Блокировка	Запускается после переключения всех скоростей. Используется на склонах, на ровных дорожных путях для снижения расхода топлива. Комплектующие в ГДТ вращаются как единое целое

Дополнительные функции гидротрансформатора:

бережет АКПП от появления неисправностей во время набора скорости и при резком торможении. Эту роль выполняет ATF и демпфер;
увеличивает вращение. Во время разгона увеличивается крутящий момент в два раза, уменьшается скорость на выходном валу.

Немного теории

Вы управляли автомобилем с МКПП и не относитесь к «чайникам»? Тогда на первых порах вождения АКПП следите за положением левой ноги. Приобретенная привычка нажимать педаль сцепления, которая отсутствует на авто, оснащенных АКПП может помешать во время езды. Очевидно: перед управлением машиной, оборудованной селектором, научитесь пользоваться только одной ногой — быстро перемещать правую ногу с педали «газа» на «тормоз», не вспоминая при этом про сцепление.

Рычаг переключения скоростей в автомобилях, оборудованных АКПП, называется селектором, он дополнительно оснащен кнопкой разблокировки, предотвращающей неправильное переключение передач. Основное достоинство указанного типа коробок — возможность подбора электроникой передаточного числа, соответствующего условиям езды, без участия водителя. Отсутствует необходимость учиться плавно переключать передачи: «умная» коробка справляется с этой задачей самостоятельно.

Вождение машины, оснащенной автоматической коробкой передач, начинается с изучения основных режимов работы агрегата, имеющих соответствующие обозначения:

«Р» — парковочный, используется для пуска мотора. Селектор переключается в эту позицию при условии полной остановки ТС или при использовании ручника. Некоторые изготовители автомобилей с автоматическими коробками в инструкции по эксплуатации машины указывают необходимость использования ручного тормоза во время применения позиции «Паркинг».
«D» — движение вперед, позволяет авто двигаться вперед. От степени нажатия педали «газа» и условий движения транспортного средства передачи будут подбираться автоматически. Находясь в указанном режиме, машина, стоящая на наклонной поверхности, не будет скатываться назад, если угол наклона поверхности не слишком крутой.
«R» — задний ход, позволяет автомобилю двигаться назад. Включается это положение после полной остановки авто, плюс при выжатой педали «тормоза».
«N» — нейтралка, применяется для прогревания мотора в холодное время года, не рекомендуется переключать селектор в указанное положение во время движения машины. Обеспечивает холостую работу силового агрегата без передачи крутящего момента на колеса.
«D2» (или S) — понижение передачи, используется на спусках, подъемах. Остановить машину в этом режиме получится более эффективно, чем при положении «D». Коробка будет использовать только две передачи – первую и вторую.
«D1»(или L) — последующий диапазон уменьшения передачи, используется при обледенении дорог, горном серпантине, в отдельных случаях можно использовать для торможения двигателем. В этом режиме автомобиль всегда будет двигаться на первой передаче.

Переключение селектора из положения «D» в позиции «D3»(D2), «D2»(D1) выполняется при движении машины. Усовершенствованные автоматические коробки переключения передач имеют дополнительные режимы разгона:

экономный — «Е»;
нормальный — «N»;
спортивный — «S».

Рекомендуем «чайникам» посмотреть видео о вождении машины с АКПП для начинающих:

Гидромеханическая трансмиссия