Устройство коробки переключения передач: схема, принцип работы мкпп

Как заводить машину на АКПП

Стабильность работы коробки-автомата зависит от правильности запуска. Уберечь её от незапланированного ремонта помогает защита, включающая несколько ступеней. При запуске мотора, рычаг сдвигают в положение «P» либо «N». Эти позиции передают сообщение о начале движения защитной системе и сигнализируют о запуске двигателя. Если ручник будет располагаться в другом направлении, водитель не сможет произвести зажигание и после оборота ключа ничего не произойдёт. После поворота ключа перед запуском мотора надо подождать 3-5 секунд, чтобы бензонасос подкачал компрессию.

Чтобы правильно тронуться, лучше применить парковочный режим, потому что при установке позиции «Р» у авто блокируются ведущие колёса и она не может скатиться. Использование нейтрального положения помогает провести экстренную буксировку ТС.

Многие машины с АКПП заводятся при условии правильного положения рычага и выжимания педали тормоза. Эта блокировка препятствует непреднамеренному откату машины, в случае, когда рычаг установлена в неправильном положении. Да и вообще многие автоинструкторы рекомендуют заводить авто при нажатой педали тормоза, чтобы предотвратить самопроизвольный откат и более быстрое переключение в рабочий режим «D» или «R».

Современные машины класса повышенной комфортности имеют функцию блокировки руля и замка от угона. Если все действия выполнены правильно, но пуск мотора не происходит, стоит убедиться в том, что защита отключена. Разблокировать её просто – достаточно повторить первую манипуляцию (вставить ключ и вращать руль в обе стороны). Если действия обеспечиваются синхронно, защита снимается.

Что представляет собой гидромеханическая трансмиссия

Туя Брабант

Что такое АКПП и история ее создания

Селектор автоматической коробки передач

Автоматическая коробка передач, или АКПП, представляет собой трансмиссию, обеспечивающую выбор оптимального передаточного числа в соответствии с условиями движения без участия водителя. Это обеспечивает хорошую плавность хода автомобиля, а также комфорт при движении для водителя.

В настоящее время существует несколько видов автоматической КПП:

гидромеханическая (классическая);
механическая с двумя сцеплениями (например, DSG);
роботизированная;
бесступенчатый вариатор (CVT).

В данной статье все внимание будет уделено классическому автомату

История изобретения

Основу автоматической трансмиссии составляет планетарная коробка передач и гидротрансформатор, впервые изобретенный исключительно для нужд судостроения в 1902 году немецким инженером Германом Фиттенгером. Далее в 1904 году братья Стартевенты из Бостона представили свой вариант автоматической КПП, имеющий две коробки передач и напоминающий чуть доработанную механику.

Первая серийная автоматическая коробка передач GM Hydramatic

Автомобиль, оснащенный планетарной коробкой передач, впервые увидел свет под маркой Ford Т. Суть коробки заключалась в плавном переключении скоростей за счет двух педалей. Первая включала повышающую и понижающую передачи, а вторая – заднюю.

Эстафету приняла компания General Motors, которая в середине 1930-х годов выпустила полуавтоматическую трансмиссию. Сцепление в автомобиле еще продолжало присутствовать, а планетарным механизмом управляла гидравлика.

Приблизительно в это же время компания Крайслер доработала конструкцию коробки гидромуфтой, а вместо двухступенчатой коробки стал использоваться овердрайв – повышающая передача с передаточным числом менее единицы.

Первую в мире полностью автоматическую КПП в 1940 году создала все та же компания General Motors. АКПП представляла собой сочетание гидромуфты с четырехступенчатой планетарной коробкой с автоматическим управлением посредством гидравлики.

Сегодня известны уже шести-, семи-, восьми- и девятиступенчатые АКПП, производителями которых являются как автоконцерны (KIA, Hyundai, BMW, VAG), так и специализированные компании (ZF, Aisin, Jatco).

Плюсы и минусы АКПП

Как и любая коробка передач, автоматическая трансмиссия имеет как плюсы, так и минусы. Представим их в виде таблицы.

Плюсы АКПП	Минусы АКПП
1. Плавное и автоматическое переключение скоростей, создающее комфорт для водителя.	1. Сложность конструкции.
2. Отсутствие необходимости в периодической замене сцепления.	2. Высокая стоимость самой коробки.
3. Хорошая динамика за счет возможности ручного переключения скоростей.	3. Высокая стоимость ее обслуживания.
4. Автомат может подстраиваться под стиль вождения водителя (адаптироваться).	4. Более низкий КПД и повышенный расход топлива в сравнении с механикой.

Оптимальный уровень масла в АКПП: рекомендации

Оптимальный уровень масла в автомате – это его критерии на щупе примерно посредине между минимальной и максимальной метками, а маркировки на щупе являются крайними допустимыми границами жидкости. Опытные автовладельцы и профессионалы советуют диагностировать показания масла в АКПП согласно следующим рекомендациям:

осуществлять проверки согласно регламенту от производителя;
не игнорировать даже минимальные отклонения от нормы смазочной жидкости;
при проверке уровня оценивать не только заполненность системы, но и зрительно анализировать состояние жидкости на предмет примесей и грубых частиц, производить плановые замены масла согласно регламенту.

Выполнение этих рекомендаций позволит избежать досрочного износа дорогостоящей системы АКПП, вовремя выявить и устранить неполадки в работе коробки передач.

КПП: функции и основные типы

Коробка передач автомобиля предназначена для преобразования и распределения крутящего момента двигателя для последующего доведения его до ведущих колес, а также для изменения объема тяговых усилий при различных условиях движения транспортного средства. Кроме того, она призвана обеспечить разобщенную работу ведущих колес и двигателя (например, при прогреве двигателя или его работе на нейтральной передаче).

механические;
роботизированные;
автоматические;
вариатор.

Механическая КПП («механика», МКПП) имеет самый простой принцип работы. Она представляет собой цилиндрический редуктор, для которого предусматривается ручной способ переключения передач.

Роботизированная коробка передач («робот») – это обычная «механика», в которой функции включения и выключения сцепления, переключения скоростей полностью автоматизированы. Управление данными процессами осуществляется специальными сервоприводами, которые контролируется электроникой.

Автоматическая КПП («коробка-автомат», АКПП) включает в себя гидротрансформатор, который заменяет сцепление и обеспечивает функцию регулирования крутящего момента, и механическую коробку передач (чаще всего, планетарный редуктор).

Вариатор – это бесступенчатая коробка передач, в которой используется гидравлический или механический принцип работы при преобразовании крутящего момента. Для вариатора, вообще, не существует понятия «передача»; он выдает их бесчисленное множество.

максимальной простотой конструкции;
надежностью деталей и узлов к механическому воздействию и перегрузкам;
относительной дешевизной обслуживания и ремонта (даже капитального).

Благодаря данным качествам, механическая КПП – это самый распространенный тип коробки передач. Поэтому, не зря, современные автоматические АКПП снабжают функцией ручного переключения передач (например, типтроник).

Виды дефектов механической коробки переключения передач и способы их устранения

Более подробно разберем неполадки, которые выявляются во время диагностики МК, и способы ликвидации проблем.

1. Наиболее распространенная неприятность, которая встречается при езде на машине с механической коробкой – повышенная шумность на «нейтралке» и специфический скрип во время переключения. Обычно такой дефект является следствием малого уровня технической жидкости в МКПП либо ее отсутствие.

Трансмиссионное масло предназначено для того, чтобы детали при контакте друг с другом лучше скользили и воздействие силы трения было снижено до минимума. Неполадку устранить просто: нужно лишь залить новую жидкость.

Ниже приведены частные ситуации, возникающие в процессе работы транспортного средства:

Шум становится сильнее, когда двигатель работает на «нейтралке».

Причина – низкий уровень технической жидкости в механической коробке либо масло выработало свой ресурс, загрязнилось. Также возможной причиной может стать наличие в смазке воды. Если после устранения всех проблем шум остался на прежнем уровне, то необходимо проверить состояние узлов МКПП.

Возможно, посадочные места или контактные части подвижных деталей выработали свой ресурс, произошло изнашивание в процессе работы, возникновение неровностей, заусенцев в выжимном подшипнике, на валу (промежуточном, ведущем, ведомом), поломка шестерней дифференциала у переднеприводных машин. Следует разобрать коробку и выполнить замену всех изношенных элементов.

Шумность повышена при включенном двигателе независимо от передачи.

Причины, как в первом варианте: произошло изнашивание в процессе эксплуатации нескольких элементов трансмиссии. Возможна и несоосность картеров сцепления и силового агрегата.

В первом случае следует провести замену проблемных деталей. Во втором – выполнить центрирование картера сцепления по отношению к мотору либо установить новый, хотя самостоятельно сделать это проблематично. Нужно обратиться на СТО.

Обычно это поломка либо изнашивание зубьев синхронизатора.

2. Следующая неприятность – хруст в процессе работы либо затрудненное переключение. Главная причина такой проблемы – поломка/износ синхронизатора. Рекомендуем до того, как снять коробку, проверить следующие узлы:

рычаг переключения (есть ли люфт в кулисе);
тросик привода (обрыв, утечка масла);
механизм выбора скоростей;
корзину и диск сцепления;
крепление коробки к кузову автомобиля;
трансмиссионная жидкость (объем и внешний вид).

Если вы обнаружили и устранили перечисленные неполадки, то хруст во время переключения исчезнет, передачи будут легко и плавно переключаться.

Все неполадки ликвидированы, однако проблема не исчезла. Значит, нужен ремонт механической коробки: следует разобрать ее и провести замену всех поломанных или с признаками износа синхронизаторов

Особое внимание уделить таким деталям, как:

выжимной подшипник;
тяги;
вал;
муфты и шестерни.

У кольца шестерни синхронизатора зубья имеют особую форму. Во время переключения они зацепляются с муфтой. Если они износились, то передачи выключаются самопроизвольно. Данный элемент также подлежит замене. Будет происходить выбивание скорости, если:

возник дефект в таких узлах, как шток, вилка переключения скоростей;
произошел обрыв троса или он заедает;
подшипник вала износился;
произошел износ подушки как итог смещения коробки;
ослабло крепление МК к корпусу транспортного средства.

Чтобы выполнить ремонт механической коробки, можно прочитать инструкции по эксплуатации автомобиля или обратиться за помощью в автосервис, где специалист устранит все неполадки.

3. Еще одна часто встречающаяся проблема в МКПП – утечка технической жидкости.

Такое случается, когда износились уплотнители штока выбора скорости, ослабли крепления контрольного отверстия, дыхательный клапан коробки забился.

В первую очередь нужно проверить дыхательный клапан и прочистить его. Если он засорился, то в коробке появляется избыток давления, который выдавливает уплотнители. В результате образуется течь.

Чтобы ликвидировать шум в МК, нужно повысить уровень технической жидкости до минимально возможного – не ниже 3–7 мм от контрольного отверстия. Масло можно довести до нужного уровня через дыхательный клапан либо контрольное отверстие.

Сравнение с механикой

По мере прогресса механическая коробка передач была заменена автоматической. Конструкция усложнилась, но перемены положительным образом сказались на поведении мотора, скоростных качествах транспортного средства, его ходовой части. Водитель получил возможность расслабиться, потому что устранилась необходимость прилагать усилия и проявлять повышенную бдительность при езде по городу. Первая автоматическая коробка передач в мире произвела фурор, потому что повысила надёжность и удобство применения, в результате изобретение стало популярным.

Сейчас АКПП часто используются в полноприводных джипах, легковых авто и даже на грузовиках, потому что это удобно. При езде на механике, водителю приходится часто дёргать рычаг, следить за скоростным режимом и определять интенсивность работы двигателя. При установке автоматической коробки переключения, такая потребность отпадает.

МКПП или АКПП

Чем отличаются автоматические коробки передач от проверенной механики? Рядом преимуществ:

легко трогаться с места;
значительно возрастает комфорт управления транспортным средством;
подстройка скорости происходит в автоматическом режиме, обеспечивается плавно и незаметно для самого водителя;
ходовая используется в умеренном темпе, также двигатель работает в щадящем режиме;
неплохая проходимость во многих условиях;
сохраняется возможность контролировать режим вождения.

Минусы:

медленно разгоняется;
неверная эксплуатация может привести к серьёзным поломкам;
низкая приёмистость по сравнению с таким же авто с МКПП;
буксировать можно только при соблюдении некоторых правил;
высокая цена ремонта и эксплуатации автомобиля.

В нашей стране АКПП не очень популярна, наверно, по причине, что мы не хотим перекладывать чужие проблемы и желание самому устранить неполадку. А в США наоборот, только 5 человек из 100 пользуются МКПП, да и Европа тоже подтягивается к этому показателю. В нашей стране тоже есть немало поклонников автомата, но вот пользоваться им правильно умеют далеко не все.

Перейдём к такому вопросу, из чего сделана АКПП, как устроена.

Что такое роботизированная коробка передач

Роботизированная коробка передач (РКПП, или робот) — это часть трансмиссии транспортного средства. Иногда ее путают с автоматической коробкой, но они отличны друг от друга. РКПП состоит из механической КПП, автоматических переключателей электрического или гидравлического типа (актуаторы) и блока управления этими переключателями (ЭБУ). То есть сама коробка — механика, автоматическим является только управление ее работой.

Для водителя РКПП выглядит почти как АКПП. Под рукой нет рычага переключения скоростей (на некоторых моделях вместо него ручка селектора), а под ногами — педали сцепления. Во время езды передачи переключаются в автоматическом режиме.

Плюсы и минусы

Конструкция имеет преимущества и недостатки по сравнению с механическим принципом. Перед покупкой автомобиля следует внимательно рассмотреть плюсы и минусы. К достоинствам модели можно отнести:

Комфорт движения. Водителю не нужно регулярно контролировать скорость, и переключать скоростные режимы. Транспортное средство делает переключение по ходу движения и условиям.
Мощность не изменяется, несмотря на переключение скорости.
Перегрузки транспортного средства невозможны, поскольку процесс контролирует гидротрансформатор.
Если машина обладает дополнительными режимами, автомобиль может передвигаться в условиях бездорожья, или по сугробам.
Конструкция медленно изнашивается, поскольку крутящий момент работает плавно.
Во время движения, водитель и пассажиры могут заметить, что транспорт движется плавно и равномерно, нет скачков, или ощущений от переключения скоростей.
Безопасность на дороге, потому что водителю не нужно отвлекаться от дороги во время движения.

К недостаткам можно отнести:

Высокая цена. Комфорт требует затрат, поэтому шанс управлять транспортным средством дается при вложениях.
Если движение проводится по городу, расход топлива возрастает на 15 или 20%. В городе, где регулярно образовываются пробки, механизм часто срабатывает, и может выйти из строя до гарантийного срока по эксплуатации.
Механизм сложный, требует особенного внимания, и помощи механиков. При этом, при поломке, элементы не дешевые, или иногда нужно заменять полную систему.
Автомобиль нельзя запустить с толчка, если аккумулятор двигателя разряжен.
Перед началом пользования, необходимо прогревать долгое время. Летом автомобиль охладить, чтобы двигатель не перегрелся.

В последнее время АКПП смогла стать настоящим конкурентом для привычной механической коробки. Большое число режимов в сочетании с плавным ходом делает время, проведенное за управлением не просто необходимостью, но и приятным времяпрепровождением.

Сравнение двух КПП: чем отличается робот от автомата

Таблица ниже показывает различия между коробками робот и автомат.

Тип отличий	Робот	Автомат
Конструктивный	Механическая коробка с электронным блоком управления	Гидротрансформатор, планетарная коробка, гидроблок
Функциональный	Наличие функции ручного переключения	Ручное переключение
Ценовой	Дорогая в ТО	Низкое по стоимости сервисное обслуживание
Потребительский	Низкое потребление горюче-смазочных материалов	Большие объемы расхода масла и горючего

Теперь начинающему автовладельцу будет легче выбирать между этими двумя видами автоматической трансмиссии. В следующем блоке приведены некоторые советы от опытных автовладельцев и механиков по выбору того или иного устройства, если автолюбитель уже сделал шаг в сторону одного из типов.

Какие отличительные особенности есть в работе полуавтомата?

Так как полуавтомат имеет радикальное новое строение, то можно говорить о его плюсах и недостатках по сравнению с другими типами. Ниже представлены основные положительные моменты:

Плавный разгон. Это достигается за счет плавного переключения передач, которое позволяет достичь минимального времени, 8 миллисекунд;
Только при использовании рассматриваемой модели коробки вы можете полностью использовать все возможности двигателя, начиная с самых низких оборотов и достигая максимальных. Это, бесспорно, положительно отображается на общей динамике автомобиля;
Экономичность. Благодаря более полному использованию работы двигателя, коробка позволяет экономить топливо. Если говорить о численном значении, то экономия достигает 10, а иногда даже 20 процентов;
Комфорт водителя. Все вышеперечисленные факторы позволяют достичь более комфортного вождения.

К сожалению, как и любой иной тип коробки, полуавтоматическая имеет свои и недостатки, которые опять же вытекают из особенностей конструкции.

Сложность конструкции. Этот факт увлечет за собой довольно большое количество последствий. Во-первых, трудность ремонта, которая возникает из-за большого количества нюансов. Во-вторых, дороговизна;
Отсутствие возможности быстро реагировать. Из-за особенностей конструкции, которая разработана инженерами, данная модель коробки очень плохо реагирует на резкоменяющиеся условия. Таким образом, при возникновении необходимости какого-либо резкого маневра, она может отработать не совсем отлично, что приведет к плохим последствиям. Пожалуй, это самый серьезный недостаток данного механизма.

Устройство роботизированной КПП

По своей сути роботизированная коробка передач — это всем нам знакомая механическая коробка, в которой сцеплением и переключением передач управляет электроника и сервоприводы.

Давайте рассмотрим «начинку» роботизированной КПП, другими словами — ее устройство. И разбирать будем коробку с двойным сцеплением, поскольку полагаем, что именно такие коробки имеют будущее, в то время как коробки с одним сцеплением постепенно уйдут в прошлое.

Самый большой недостаток коробок с одним сцеплением — очень большое время переключения передач, что делает езду на автомобиле некомфортной и дерганой.

Роботизированная КПП состоит из следующих механизмов и деталей:

Основной рабочий узел (аналог механической коробки), оснащенный двумя парами валов — первичным и вторичным (то есть всего четыре вала), к которым крепятся шестерни переключения передач. Одна пара валов отвечает за четные передачи и, соответственно, на них крепятся шестерни передач — 2, 4 и 6, а вторая пара валов обеспечивает нечетные передачи и задний ход — 1, 3, 5 и R. Кроме того каждая пара валов имеет собственное сцепление (коробка с двумя сцеплениями). Так же стоит отметить, что первичные валы находятся на одной оси, то есть один вал располагается внутри другого.
Узлы-актуаторы представляют собой сервоприводные механизмы (работающие на электрике или гидравлике). Электрический тип привода — это не что иное, как электродвигатель с редуктором, а гидравлический тип привода представляет собой гидроцилиндр, управляемый клапанами электромагнитного типа (гидравлический более дорогой, но более быстрый и именно он используется в наиболее продвинутых РКПП). В роботизированной КПП могут устанавливаться актуаторы двух типов — для переключения передач и включения сцепления.
Блок управления электронного типа представляет собой микропроцессор, осуществляющий контроль над работой всей роботизированной КПП через внешние датчики и исполнительные механизмы. Внешние (или входные) датчики позволяют получать информацию о скорости движения, рабочих оборотах двигателя, крутящем моменте, давлении масла и передавать эту информацию на управляющий блок. Механизмы исполнения предназначены для реализации всех задач, полученных от блока управления на основании заложенных программ. Сам блок соединяется с роботизированной коробкой при помощи бортового компьютера.