Як працює автомат (АКПП)

Досить часто раніше можна було почути, що автоматичну коробку перемикання передач (АКПП) вибирають переважно жінки через невміння поводження з «механікою». Однак зараз багато хто зрозумів, що АКПП - це зручність і комфорт при водінні. У цій статті ми пропонуємо розібратися пристрої автоматичної коробки передач.

Так як же влаштована автоматична коробка передач?

Коли двигун починає свою роботу, його потужність, обороти і крутний момент мінімальні, хоча для того, щоб почати рух, потрібні саме максимальні показники потужності, оборотів і крутного моменту. Однак при хорошому розгоні максимальної потужності, більших обертів і крутного моменту не потрібно, хоча двигун якраз і працює на повну потужність в цей момент. Компенсує подібний недолік трансмісія, перетворюючи і передаючи на колеса в потрібний момент певну передавальне число. На відміну від механічної. автоматична трансмісія без участі водія вибирає відповідне на даним момент руху передавальне число. Вона є своєрідною сполучною ланкою між двигуном внутрішнього згоряння і провідними колесами. Адже просто передати крутний момент і потужність від двигуна до коліс недостатньо, потрібно його ще і якісно перетворити. Це завдання і виконує автоматична трансмісія. Пристрій автоматичної коробки передач конструктивно складається з (для візуалізації порівняємо тут АКПП з МКПП):

• Гідротрансформатора, який в МКПП відповідає зчепленню.
• Планетарного ряду, відповідного в МКПП блоку шестерень.
• Переднього фрикциона, заднього фрикциона, гальмівної стрічки - дозволяють перемикати передачі.
• Керуючого пристрою, який контролює перемикання передач в АКПП з вбудованою системою управління електронного типу.

Слід зазначити, що гідротрансформатор є замінником звичного в автомобілях з механічною коробкою передач зчеплення. Саме тому в авто з «автоматом» замість звичних трьох педалей є тільки педалі гальма і газу. Для руху досить зафіксувати важіль перемикання на «drive» і натиснути педаль газу.

У чому полягає найголовніша відмінність АКПП від МКПП?

У попередній статті ми розглянули, як влаштована механічна коробка перемикання передач і з'ясували, що перемикання передачі відбувається при підключенні певної шестерні, а їх кілька наборів. Коробка-автомат задіє в своїй роботі тільки один набір шестерень для перемикання передач, і дозволяє це зробити планетарна передача. Планетарна передача за своїми розмірами невелика - як середня диня, але вона відповідає за передачу всіх можливих передавальних чисел, а всі інші частини в коробці-автоматі тільки допомагають їй успішно справлятися з цим складним завданням. Конструктивно вона включає до свого складу сонячні шестерні, слідом за якими йдуть сателіти і коронна шестерня. Вони можуть фіксуватися в певному положенні, працюючи на вхід або вихід - тим самим, визначається передавальне число. Планетарна передача використовує блокування одних елементів і розблокування інших для перемикання передач і складається всього з одного центрального вала, в той час як МКПП для цього задіє зчіплюються між собою шестерні і паралельні вали - в цьому перевага планетарної передачі і автоматичної трансмісії в цілому.

Гальмівна стрічка і фрікціони

Завдяки гальмівний стрічці й фрикційні може виконуватися блокування тих чи інших елементів планетарного ряду - а це дає можливість перемикатися між різними передачі. Гальмівна стрічка блокує елементи планетарної передачі на корпус АКП (вона кріпиться до корпусу), а фрікціони дозволяють блокувати складові планетарного ряду між собою, запобігаючи обертання заблокованих елементів проти годинникової стрілки. Гальмівна стрічка має досить високу утримуючу здатність і блокує елементи планетарного ряду за рахунок ефекту самосжатія.

Гідротрансформатор: демпфер крутильних коливань, який гасить сильні поштовхи

Гідротрансформатор має в своїй конструкції турбіну і насос. Між цими лопатевими машинами розташовується реактор (зовні виглядає, як колесо з лопатками), який є напрямним апаратом. Він може бути легко блокований обгінної муфтою або просто обертатися, все залежить від умов руху.

Лопаті відцентрового насоса відкидають на турбінне колесо масло, потоки якого, власне, і передають крутний момент від двигуна внутрішнього згоряння до АКПП. Щоб масло циркулювало безперервно, передбачені спеціальні зазори між турбіною і насосом, а їх лопатей ще на виробництві надається певна геометрія. Саме той факт, що крутний момент передається потоками масла, пояснює відсутність жорсткого зв'язку між самою КПП і двигуном (в механіці первинний вал з'єднаний безпосередньо з двигуном). Завдяки подібній схемі можлива зупинка авто без виключення двигуна. Однак ми говорили раніше, що просто передати крутний момент на ведучі колеса недостатньо, необхідно його ще й якісно змінювати - з цим завданням справляється реактор. Оскільки він розташований між турбіною і насосом, його лопатки розташовуються на шляху повернення масла з турбіни в насос. Якщо ректор нерухомий, то швидкість масла, що циркулює між колесами, збільшується. І чим більше швидкість циркулюючого масла, тим більший вплив він справляє на колесо турбіни. Реактор починає обертатися в той момент, коли починають порівнюватися швидкість насоса і обороти турбіни, тим самим, знижуючи кінетичну енергію робочої рідини. Цей режим роботи реактора прийнято називати «режимом гідромуфти». Іноді перетворювати швидкість і крутний момент просто не потрібно (припустимо, ви їдете по прямій на постійній швидкості), тоді гідротрансформатор блокується фрикціоном. Але як тільки умови руху змінюються (перейшли з постійної швидкості по прямій на підйом в гору), гідротрансформатор тут же включається в роботу. При зменшенні частоти обертання турбіни почне загальмовується реактор, внаслідок чого циркулює масло набере швидкість і автоматично збільшить показник крутного моменту, який передається на колеса (тобто на вал від турбіни). Цього діапазону збільшення вистачить для подолання підйому без необхідності перемикання на нижчу передачу.

Яким чином включається передача?