Устройство АКПП

Кроме принципа работы АКПП очень важным является рассмотрение устройства АКПП. Все автоматические коробки передач автомобиля различаются устройством, берущим на себя функцию контроля и управления трансмиссии. В первом случае эти функции берет на себя гидравлическое устройство, во втором – электронное. Остальные узлы идентичны. Рассмотрим устройство АКПП.

Устройство АКПП

Основными составляющими устройства АКПП являются: гидротрансформатор, пла­не­тар­ный ряд, фрикцион, управляющее устройство и тормозная лента. Каждую из них рассмотрим отдельно.

 

Гидротрансформатор

 

Гидротрансформатор, который выполняет функции сцепления автомобиля (как на МКПП), однако, не требует вмешательства со стороны водителя. Осуществляет передачу крутящего момента от ДВС. Устанавливают его в кожух (между ДВС и КПП). Помимо передачи момента, «занимается» поглощением вибраций ДВС, запуском маслонасоса, который закачивает в гидротрансформатор трансмиссионное масло и нагнетает давление необходимое для корректной работы систем управления и контроля.

Устройство АКПП

Насосное колесо имеет соединение с коленчатым валом силового агрегата. Тур­бин­ное колесо связано с механической КПП. Между турбинным и насосным колесами находится неподвижное реакторное колесо. Каждое колесо гидротрансформатора оборудовано лопастями особой формы, между которыми находятся каналы для протекания рабочей жидкости.

Муфта (блокировочная) выполняет блокировку гидротрансформатора в оп­ре­де­лен­ных режимах рабочего процесса авто. Обгонная муфта (муфта свободного хода) обеспечивает вращение закрепленного реакторного колеса в обратную сторону. Все конструктивные составляющие гидротрансформатора находятся в корпусе, который заполнен рабочей жидкостью ATF.

Гидротрансформатор работает по замкнутому циклу. Поток жидкости от насосного колеса направляется к турбинному колесу, после этого на реакторное колесо. Благодаря специальной конструкции лопастей реактора скорость потока увеличивается. Поток передается на насосное колесо и усиливает его вращение, тем самым возрастает крутящий момент. Пик крутящего момента гидротрансформатор получает на минимальной скорости.

С возрастанием частоты вращения коленвала силового агрегата угловые скорости турбинного и насосного колес выравниваются, а поток жидкости изменяет свое направление. Также здесь срабатывает муфта свободного хода, и реакторное колесо приступает к своему вращению. Гидротрансформатор передает только крутящий момент (работает в режиме гидромуфты). С последующим увеличением скорости выполняется блокировка гид­ро­транс­фор­ма­то­ра, при которой происходит замыкание блокирующей муфты, и передача кру­тя­ще­го момента от силового агрегата к МКПП выполняется напрямую. Блокировка гид­ро­транс­фор­ма­то­ра происходит почти на всех передачах.

Сегодняшние автоматические коробки передач автомобиля оснащены режимом с проскальзывающей муфтой блокировки гидротрансформатора, предшествующей полной блокировке. Данный режим активируется при определенных условиях в процессе разгона автомобиля и способствует снижению топливного расхода, а также способствует более комфортному переключению передач.

Механическая КПП в составе автоматической коробки передач автомобиля предназначена для ступенчатой смены крутящего момента, а также для обеспечения передвижения автомобиля задним ходом. На АКПП, как правило, используются планетарные редукторы, которые отличаются возможностью соосной работы и своей компактностью. МКПП состоит из двух планетарных редукторов, которые имеют последовательное соединение для совместной работы. Соединение планетарных редукторов предоставляет необходимое количество ступеней работы. Современные автоматические коробки передач автомобиля выполняются 6-ступенчатыми, 7-ступенчатыми, 8-ступенчатыми и даже 9-ступенчатыми.

 

Планетарный ряд

 

Планетарный ряд – аналог валов в МКПП, состоит из системы шестерен. Будучи связанными механически между собой, они передают вращения входного вала на колеса автомобиля. Планетарный ряд участвует в увеличении крутящего момента, а также необходим для движения задним ходом. Используя только один вал, он остается очень компактным и осуществляет переключение элементов ряда. Управляющий механизм позволяет добиться в этом процессе высокой плавности без потерь мощности.

Устройство АКПП

В коробке передач планетарный редуктор включает в себя несколько пос­ле­до­ва­тель­ных планетарных передач, которые формируют планетарный ряд. Каждая передача активирует солнечную шестерню, коронную шестерню, сателлиты и водило.

Передача, вращение и изменение крутящего момента выполняется при условии блокировки одного или нескольких составляющих планетарного ряда. Блокировка коронной шестерни, входящая в состав планетарного ряда, способствует увеличению передаточного отношения. Солнечная шестерня (неподвижная), наоборот, способствует уменьшению передаточного отношения. Блокировка водила способствует смене нап­рав­ле­ния вращения.

Блокировку выполняют тормоза и фрикционные муфты. Муфта осуществляет блокировку составляющих планетарного ряда между собой. Тормоз удерживает определенные механизмы редуктора благодаря соединению с корпусом коробки. В разных конструкциях автоматической коробки передач автомобиля применяются ленточные или многодисковые тормоза.

Тормоза и муфты замыкаются за счет гидроцилиндров, которые управляются из распределительного модуля. В составе коробки может использоваться обгонная муфта, удерживающая водило от вращения в обратную сторону.

Исходя из этого можно сказать, что механизмами смены передач в автоматической коробке передач автомобиля являются тормоза и фрикционные муфты. Работа автоматической коробки передач автомобиля – это выполнение определенного алгоритма выключения и включения тормозов и муфт.

На современных автоматических коробках передач автомобиля используется электронная система управления, которая активирует входные датчики, распределительный модуль, электронный блок управления и рычаг селектора. В системе применяются следующие датчики: частоты вращения на выходе КПП, частоты вращения на входе КПП, положения педали акселератора, положения рычага селектора, температуры рабочей жидкости.

Электронный блок управления КПП обрабатывает все сигналы датчиков, после этого формирует управляющие сигналы на исполнительные устройства распределительного модуля. Электронный блок во время своей работы реализует т.н. программу «нечетной логики», которая предусматривает гибкий алгоритм распознавания точек перехода на низшую или высшую передачу. Блок управления КПП взаимодействует с системой управления силовым агрегатом. Гидравлический блок (по-другому – распределительный модуль) управляет потоками жидкости и отвечает за срабатывание тормозов и муфт. Его конструкция включает в себя золотники-распределители, оснащенные механическим приводом, которые соединены каналами и расположены в алюминиевом корпусе, а также электромагнитные клапаны.

Соленоиды (другое название – электромагнитные клапаны) применяются для управления переключением скоростей, а также для регулирования давления жидкости. За работу электромагнитных клапанов отвечает электронный блок управления КПП. Золотники-распределители предоставляют выбор рабочих режимов и активируются с помощью рычага селектора.

В автоматической коробке передач автомобиля циркуляцию рабочей жидкости выполняет шестеренный насос или лопастной насос. Насос включается в рабочий процесс от ступицы гидротрансформатора. Насос – это основа гидравлической системы КПП, в которую также включается гидравлический блок, трубопроводы, гидроцилиндры привода тормозов и муфт.

В АКПП охлаждение рабочей жидкости выполняет соответствующая система. Жидкость может быть охлаждена в теплообменнике (охладителе), который входит в состав системы охлаждения силового агрегата. Ряд конструкций КПП оснащен отдельным радиатором рабочей жидкости. Управление автоматической коробкой передач автомобиля выполняется рычагом селектора. Современные автоматические коробки передач автомобиля имеют следующие режимы:

  • S – спортивный режим;
  • D – стандартное движение, автоматическая смена передач;
  • N – нейтральный режим;
  • R – движение задним ходом;
  • P – парковка.

Некоторые коробки оснащены режимом «kick-down», который предполагает моментальное ускорение авто за счет понижения передачи. Необходимость ускорения распознается благодаря датчику положения педали газа.

Также существуют коробки передач автоматического типа, оборудованные системой ручной смены передач – Tiptronic.

 

Фрикцион

 

Фрикцион – благодаря его компонентам и осуществляется переключение передачи. Давлением масла поршень приводится в действие. Он давит на диск, который, плотно прилегая к ведомым, заставляет их вращаться, передавая крутящий момент от барана к втулке. Фрикционные диски являются «посредником» между планетарными рядами и колесами.

 

Управляющее устройство

 

Управляющее устройство – в его состав входят маслосборник, насос (шестеренчатый), клапанная коробка. Клапанная коробка и осуществляет функцию управления (при помощи плунжеров и клапанов). Управляющее устройство преобразует нажатие на акселерометр, нагрузку на ДВС в гидравлические сигналы. Благодаря этим сигналам (включаясь/отключаясь) фрикционные блоки изменяют передаточные числа.

 

Тормозная лента

 

Тормозная лента – блокирует элементы планетарного ряда.