Автоматические и полуавтоматические коробки передач
Несмотря на потрясающие возможности современных коробок передач, их конструкция основана на той же, проверенной временем МКП. Изменения затронули привод переключающих муфт и способ передачи крутящего момента от коленвала двигателя на ведущий вал коробки, в остальном же схема осталась неизменной.
Отдельным рядом стоят устройства под названием вариаторы, их принцип действия будет рассмотрен отдельно.
Автоматическая коробка передач или АКПП состоит из гидротрансформатора и обычной 5-ти или 6-ти ступенчатой МКП. Роль гидротрансформатора заключается в плавном выравнивании скоростей вращения ведущего и коленчатого валов. По достижении нужной скорости блокировочная муфта переводит гидротрансформатор в режим гидромуфты. За работу АКПП отвечает электронный блок управления.
Вариатор
В мире автомобилей это относительно новое понятие, тип трансмиссии, который, однако, нашел много приверженцев. Ее также принято называть бесступенчатой. Это обусловлено особенностями конструкции, ключевую функцию работы в которых возложено на блок управления. Этот тип коробки перед более экономичный, по сравнению с классическим «автоматом», этот тип оборудования дарит водителям плавность во время движения. К недостаткам следует отнести высокую стоимость вариатора и обслуживания. Благодаря тому, что система управления вариатора эффективно использует мощность силового агрегата, согласовывая обороты коленчатого вала с нагрузкой на автомобиль, достигается хорошая топливная экономичность, что, пожалуй, следует назвать одним из главных преимуществ этой КПП. Вот несколько особенно полюбившихся автолюбителям моделей, оснащенных вариатором: SubaruImpreza, Toyota Yaris,Honda Jazz, Nissan Teana, Mitsubishi ASX.
АКПП GM
За рубежом производство автоматических трансмиссий началось в 40-х годах XX века. Пионером стал гигант мирового автопрома – General Motors. В настоящее время наиболее распространена трансмиссия 6T40. Ее массовый выпуск запущен в 2008 году, агрегат разработан для легких автомобилей. Сама коробка компактна, весит 70-90 кг, предлагает большой передаточный диапазон.
Трансмиссия с 6-ю передачами впервые была установлена на Chevrolet Malibu 2.4 в 2008 году. В том же году ею стали комплектоваться Cruze, Daewoo Lacetti и еще несколько автомобилей, поставляемых на американский рынок. В Chevrolet коробка чаще всего сочетается с двигателем объемом 1,8 литра. В Европе наиболее распространены модели с этой трансмиссией: Astra, Meriva. В этих автомобилях она обычно работает в паре с 1,4-литровым двигателем с наддувом или 1,6-литровым – без наддува. Шестиступенчатый «автомат» 6T40 все еще устанавливается на новые автомобили.
Типичная неисправность этой трансмиссии – это появление трещин в пружинном кольце (имеет волнистую конфигурацию) сцепления. Металлическая стружка вместе с маслом попадает внутрь агрегата и приводит к преждевременному износу компонентов.
Предотвратить критические повреждения поможет замена масла каждые 60 000 км. Только так можно увидеть стружку. Стоит отметить, что предыдущая модель «автомата» GM с обозначением 5L40 (помимо американских автомобилей, устанавливалась на BMW) получила высокие оценки специалистов в части надежности.
Самый сложный вид трансмиссии – автоматы и вариаторы
Чем больше функций выполняет коробка передач, тем сложнее ее производство, ниже надежность и выше стоимость. Наиболее дорогими и неэкономичными всегда были и остаются все виды автоматических коробок передач автомобиля. Конструкция этого вида представлена гидромеханическими и адаптивными коробками передач. В основе схемы лежат два основных агрегата – гидротрансформатор и планетарная коробка передач.
В современных автоматических коробках передач гидротрансформатор исполняет роль компенсатора, увеличивающего или уменьшающего на небольшую величину основную передачу планетарного механизма. Таким образом, совместная работа двух агрегатов обеспечивает оптимальное число передачи трансмиссии в конкретных условиях.
Большие потери в гидравлике заставили инженеров несколько усовершенствовать работу этого вида автомата. Теперь работа гидротрансформатора на скоростях более 20 км/ч блокируется муфтой, а передача крутящего момента выполняется напрямую через фрикционы на планетарную коробку.
В ряде случаев, вместо подключения гидротрансформатора, его функции на переходных режимах обеспечиваются пробуксовкой пакетов фрикционных накладок, что проще и эффективнее.
Одной из разновидностей автоматической трансмиссии является адаптивная автоматическая коробка, в которой компьютерным блоком управления осуществляется подбор наиболее подходящего передаточного числа в планетарной коробке.
Этот вид автоматической коробки пока остается вне конкуренции в трансмиссии авто повышенной проходимости, внедорожниках и машинах с большим объемом двигателя. В обслуживании и ремонте сложен, требует высокой квалификации и качественных расходных материалов.
Роботизированные системы коробки передач
В отличие от секвентальных систем, роботизированный вид коробки имеет электромеханический привод включения пары шестерен. Основу схемы составляет механическая коробка передач, построенная на системе двух рабочих валов-рядов передач. Четные номера собраны на одном валу, нечетные – на другом. Каждый из валов имеет собственный диск сцепления и может включаться-выключаться независимо.
Такой вид коробки использует преселективный режим. Хитрость конструкции состоит в том, что компьютер заранее, используя данные о режиме работы трансмиссии, вычисляет наиболее подходящую для включения следующую передачу. С помощью соленоида выполняет ее зацепление на противоположном ряду передач при выключенном сцеплении. В момент переключения останется только включить сцепление и продолжить движение. Благодаря этому переключение происходит с очень высокой скоростью.
В своем роде коробки-роботы занимают промежуточное положение между автоматическими коробками и механикой. При этом по выполняемым функциям и степени компьютеризации этот вид коробки можно назвать более автоматическим, чем существующие гидромеханические системы.
Наиболее известным и разрекламированным роботизированным видом КПП называют семиступенчатые коробки системы DSG, устанавливаемые на модели VW с небольшим объемом двигателя. Отзывы о работе – от рекламно-хвалебных восторгов до открыто негативных.
Если вы надумали купить авто с подобной системой передач, стоит учитывать следующее:
- Роботизированная коробка – очень сложный механизм, меньше всего этот вид коробки предназначен для скоростного прожига резины в сумасшедших гонках. Коробки сложно управляются, обслуживаются и ремонтируются.
- К управлению на DSG следует привыкать не менее двух недель. Поклонникам механики этот вид кажется медленным и непредсказуемым, водителям, пересевшим с гидромеханических коробок – дергающим невпопад.
- Уже сейчас качество роботов позволяет предоставлять 5-ти летнюю гарантию и 150 тыс. пробега.
Интересно! При всех критических замечаниях роботы дешевле в изготовлении, имеют более высокий КПД и, по заявлениям экспертов, возможно, именно этот вид вытеснит устаревшую гидромеханику с рынка легковых автомобилей.
Устройство автомобильного колеса:
Диагностика, цена ремонта и признаки неисправности
Коробка-автомат – сложный с технической точки зрения механизм, включающий гидравлические и электронные системы. Цена ремонта будет зависеть от возраста АКПП и сложности поломки.
Общая стоимость ремонта зависит от пробега автомобиля и технического состояния коробки. Весом фактор, приведший к неисправности
Если проблема возникла по причине неосторожного использования и пренебрежения основными техническими обстоятельствами, цена будет выше. В зависимости от тяжести поломки, стоимость варьируется в пределах от 1000 до 15000 руб
Полная замена модуля обойдётся ещё дороже.
Если вы хотите приобрести автомобиль с пробегом, то внимательно изучите стыки соединения коробки с мотором. Если АКПП уже снималась для ремонта, то сто раз подумайте, прежде чем покупать такое авто.
Для повышения эксплуатационного ресурса, уменьшения частоты и цены ремонта стоит регулярно проходить технический осмотр с целью обнаружения неисправностей трансмиссии. Игнорирование проблемы быстро приведёт к снижению запаса прочности всех компонентов, и они начнут «лететь» один за другим.
Расскажу немного про основные признаки неисправности, ведь рано или поздно даже сверхнадёжный механизм ломается. А ведь АКПП – это такой механизм, с которым необходимо бережно обращаться.
- Рывки при переключении, нет переключения с одной передачи на другую.
- Утечка масла, индикация ошибок на приборной панели.
- Самопроизвольное переключение из спортивного режима в экономичный.
Преселективная автоматическая коробка передач с двойным сцеплением
Эта коробка отличается наличием в конструкции двух независимых сцеплений, благодаря чему обеспечивается невероятная плавность и быстро действенность при переключении. По сути, принцип работы данной системы можно объяснить так: при разгоне средства передвижения на первой ступени, система уже заранее включает вторую и когда приходит время переключения, она просто размыкает первое сцепление и активирует второе. Поэтому при переключения не наблюдается пауз, водитель может наслаждаться впечатляющим комфортом и динамикой. В перспективе, такие коробки могут стать будущим всего автопрома, если инженерам и конструкторам удастся преодолеть их главный недостаток – повысить надежность и устранить «паузу» при старте. Ресурс работы таких АКПП с двойным сцеплением – примерно 200 тысяч километров, что можно считать вполне неплохим показателем. Преимущества: быстродействие и плавность, прекрасные динамические показатели и экономичность в плане расхода топлива, наличие нескольких режимов, которые позволяют настроить автомобиль под себя. Недостатки: высокая стоимость КПП и ее обслуживания, не подходит для эксплуатации в сложных дорожных условиях. Среди лидеров популярности автомобилей с данным видом трансмиссии можно выделить: Audi A3, Volkswagen Polo, Mercedes-Benz B-Class, Volkswagen Passat, Ford Mondeo.
Вариаторные КПП (Бесступенчатая КПП или вариатор)
Первые вариаторы появились в середине девяностых, как альтернатива гидравлическим АКПП. В отличие от остальных типов – эти трансмиссии бесступенчатые. Вместо комплектов шестерней, имеющих определенное передаточное число, в них используется другой принцип. Механизм состоит из двух конусовидных колес и ремня (или цепи), натянутого между ними. В зависимости от режима работы двигателя сервопривод двигает ремень между колесами, плавно увеличивая или уменьшая передаточное отношение. Гениальное решение упростило конструкцию трансмиссии до невероятного уровня. Теперь автомобиль в любом режиме ехал оптимально. Хоть быстро, хоть медленно. Топливная экономия была выше, чем у гидравлических АКПП. Но все было не так гладко.
При работе вариатора двигатель всегда оставался в одном диапазоне оборотов, издавая равномерный монотонный звук, от которого непривычные водители очень быстро уставали. Правда, в современных вариаторах уже существуют специальные режимы, делающие работу трансмиссии более привычной на слух.
Простой конструкции потребовалось сложное и тонкое компьютерное управление, которое не всегда работает нормально. Сам принцип действия вариатора не позволяет автомобилю тронуться с места. Поэтому в его конструкцию пришлось внедрять гидротрансформатор, как в гидравлических АКПП.
Вариатор использует очень дорогое трансмиссионное масла, которое необходимо менять раз в 30 тыс. километров. Цепь или ремень является очень нагруженным элементом и редко живет больше 120 тыс. километров, замена достаточно накладна.
Вариатор, бесступенчатые коробки передач, устройство и принцип работы
Принцип работы вариатора можно объяснить на простом примере. Вспомните горный велосипед — цепь и две звездочки различного диаметра. На заднем колесе больше звездочек, что ранее считалось объектом необычайной гордости.
Работает это следующим образом. Задействуешь звездочку большого диаметра, и ехать становится легче. А на ровной дороге применяют звездочку меньшего диаметра, и хоть приходится прилагать большие усилия, скорость набирается гораздо быстрее.
Вариатор работает по похожей схеме, однако вместо цепи применяется ремень, а звездочки заменяют шкивы. Как и на заднем колесе горного велосипеда, функцию нескольких звездочек выполняет один шкив, который способен менять диаметр.
Руководствуясь командами ЭБУ, диаметр шкива корректируется. Ременная передача является соединенными металлическими пластинами или многозвенной цепью. Преимущество очевидно — эффективная и комфортная работа вариатора устраняет толчки и рывки, которые свойственны АКПП.
Недостатки вариатора:
- Пробуксовки способны привести к серьезным неисправностям.
- Дороговизна.
- Не удается обойтись без классического гидротрансформатора, а это усложнение механизма и дополнительные затраты.
- Сложная работа с программным обеспечением двигателя (необходимо устранить типичный гул, который возникает при наборе скорости).
Что выбрать — механику или автомат
Известно, что на спортивные болиды устанавливают механику, но это вовсе не значит, что она — самый лучший вариант во всех отношениях. Если приходится часто стоять на светофорах (особенно актуально для больших городов с большими пробками), и за город регулярно выезжать нет надобности, лучше использовать АКПП. В таком случае появится возможность больше времени уделять отслеживанию дорожной ситуации. Обычно люди, путающиеся с переключением передач на механике, быстро привыкают к автомату.
Выбирайте автомат, если вы часто стоит в пробках и вам не важна «шустрость» авто
Если колеса застревают на размокшем грунте, не стоит производить раскачку. После перевода селектора, автомат реагирует не сразу, поэтому в сравнении с механикой его считают медлительным. Этот недостаток учитывается при создании некоторых современных коробок — время ожидания у таких моделей сокращено. Но в результате переключение передач вызывает высокую нагрузку на фрикционные диски. Поэтому вести машину нужно аккуратно, двигаться медленно и плавно.
Некоторые автомобилисты считают, что АКПП просто не рассчитана на поездки по льду, грунтовым дорогам и дощатым настилам. Но при желании можно проехать по обледеневшему асфальту или грунтовке. Для этого конструкторами предусмотрены режим «Snow» или «Снег», в котором транспортное средство трогается со второй передачи. Его использование также позволяет снизить расход топлива летом.
Кнопка зимнего режима на АКПП
Большинство грузовиков комплектуют механической коробкой, так как с ней можно на многотонной фуре проехать по бездорожью. АКПП выбирают водители, которые возят грузы только по асфальту и не хотят постоянно дергать рычаг. На заснеженной дороге машина может буксовать, поэтому данный вариант чаще выбирают для эксплуатации в регионах с теплыми зимами.
При поломке автомата могут возникнуть проблемы с покупкой запчастей, так как на отечественном рынке эти модели не распространены. Также увеличивается расход топлива, порой, в полтора раза. Но с другой стороны, АКПП выбирает оптимальную скорость для переключения передач без участия человека. В итоге и двигатель изнашивается меньше, и водитель не устает сильно.
Механическую коробку передач стоит выбирать тем, у кого ограничен бюджет (как на покупку авто, так и на дальнейший ее ремонт и расход топлива). Также она в большей степени подойдет любителям быстрой езды, поскольку АКПП затрачивает некоторые ресурсы на свою работу в ущерб мощностям.
Выбирайте механику, если у вас небольшой бюджет и вы предпочитаете скорость и резвость авто
Также механику следует предпочитать любителям загородных и бездорожных поездок — мало того, что под ручным управлением машина будет послушнее, так в случае застревания её в грязи или снегу, можно буксовать, раскачивать авто, заводить с толчка сколько душе угодно. Машину с автоматом не рекомендуется буксировать и качать.
По бездорожью на автомате лучше не ездить
Подробнее ознакомиться с особенностями рассмотренных разновидностей коробок передач можно в таблице:
| Тип коробки | Принцип работы | Переключение передач | Педаль сцепления | Динамика разгона |
| Автоматическая | На основе планетарной передачи | Происходит автоматически | Нет | Разгон медленнее, чем у МКПП |
| Механическая | На основе зубчатой пары | Производится вручную | Есть | Хорошая |
| Расход топлива и масла | Стоимость ремонта и обслуживания | Конструкция | ||
| АКПП | Выше за счет гидротрансформатора | Высокая | Сложная | |
| МКПП | Экономичный | Недорого | Простая | |
| Управление | ||||
| Поездки по городу в пробках | Рейсы по бездорожью зимой | Возможность буксировки | Удобство управления | |
| Автомат | Удобно, автоматический подбор передаточного числа | Только на пониженной передаче, возможен перегрев | Нет | Не нужно выжимать сцепление |
| Механика | Неудобно, нужно переключать передачи | Подходит | Да | Полный контроль над машиной |
Сравнение характеристик АКПП и МКПП
Устройство коробки полуавтомата
В любом полуавтомате имеется сразу два механизма сцепления – это основное отличие такой системы от классической механической коробки. Наиболее распространенной схемой работы таких полуавтоматов является взаимодействие механизмов лишь с определенной группой имеющихся шестеренок, которые могут быть четными или нечетными. Такая компоновка позволяет существенно сократить время, затрачиваемое на переключение, а также повышает четкость и плавность этого процесса.
На практике это выглядит следующим образом. При движении автомобиля система анализирует информацию со всех датчиков и других систем. На основании полученной информации, при уже включенной передаче, коробка полуавтомат заблаговременно готовится включить следующую. Происходит это незамедлительно после наступления определенных условий. В итоге удалось сократить время переключения до 8 миллисекунд – такими показателями может похвастаться не каждый современный «автомат».
Коробка полуавтомат, принцип работы которой достаточно сложен, отличается наличием массы электронных систем, учитывающих многочисленные параметры при движении автомобиля, в котором педаль сцепления отсутствует за ненадобностью. Все внутренние механизмы должны работать синхронно и очень четко – именно в этом случае достигается высокое удобство при управлении таким автомобилем. Водитель может вносить собственные коррективы в работу такой коробки при помощи специальных переключателей, обычно расположенных под рулевым колесом. На сегодняшний день известно уже несколько вариаций таких коробок – окончательная конструкция будет зависеть от автопроизводителя. О видах коробок рассказано на видео:
Автомат: комфорт и удобство
Схема автоматической КПП
В автоматической коробке передач функция сцепления закреплена за , а за переключение передач отвечает электронный блок управления и исполнительные механизмы: фрикционные муфты, ленточный тормоз и т. д.
Режим работы АКПП и направление движения водитель выбирает с помощью селектора выбора передач, установленного в салоне автомобиля. При установке автомата на переднеприводные легковые автомобили конструкцию КПП дополняют главная передача и дифференциал.
Современные АКПП являются адаптивными, то есть их электронная система оснащена «памятью» о стиле вождения водителя. Менее чем за час езды автомат подстроится под ваш стиль вождения.
Различают следующие виды : гидромеханическая коробка передач (классический автомат), механическая трансмиссия с двумя сцеплениями, и . Но все же под автоматической КПП всегда подразумевается классическая гидромеханическая планетарная коробка передач.