Планетарный ряд


Коробка переключения передач: назначение и принцип работы

Планетарная коробка передач принцип работы

Говоря сухим техническим языком, коробка передач служит для изменения крутящего момента, передаваемого от коленчатого вала двигателя к ведущим колесам, для движения автомобиля задним ходом и длительного разобщения двигателя от трансмиссии во время стоянки автомобиля и при движении его по инерции (накатом).

А теперь с точки зрения новичка давайте разберемся – зачем вообще нужна коробка передач на автомобиле, и для чего нужно переключать передачи? Переключение передач – необходимость, возникшая в связи с неравномерной характеристикой крутящего момента ДВС. Сравним для примера ДВС и электродвигатель.

Тяговые характеристики ДВС и электродвигателя

Основное различие между автомобильным и электрическим тяговым двигателем с интересующей нас точки зрения заключается в тяговых характеристиках, то есть в том, как меняется в зависимости от числа оборотов мощность и крутящий момент.
У электродвигателя крутящий момент при небольших оборотах довольно велик. По мере раскручивания момент падает.


Для транспортной машины такая характеристика наиболее благоприятна: при трогании с места и разгоне, когда приходится преодолевать значительные силы инерции, желательно иметь как можно больший крутящий момент. А для поддержания равномерного движения момент нужен уже намного меньше.

Заметим, что мощность электродвигателя на любых оборотах может оставаться близкой к максимальной и на всех режимах используется почти полностью, то есть он отлично приспособлен к дорожным условиям работы.

У двигателя внутреннего сгорания все обстоит иначе: мощность при низких оборотах у него значительно понижена, а величина крутящего момента в пределах эксплуатационных чисел оборотов вообще мало изменяется.

График показывает (рис.А), что если сопротивление движению увеличилось, и обороты двигателя начинают падать, то у электродвигателя это сопровождается значительным (в несколько раз) увеличением крутящего момента; у автомобильного же двигателя момент сначала немного растет, а потом уменьшается – двигатель глохнет.

между двигателем и ведущими колесами и соответственно крутящий момент на них. На рисунке Б показано, как с помощью ступенчатой коробки передач тяговая характеристика ДВС пытается приблизиться к идеальной гиперболе.


Шестеренчатые передачи

А что такое передаточное отношение? Немного углубимся в механику. В шестеренчатой передаче, состоящей из двух шестерен, одна из которых является ведущей, а другая ведомой, их относительные размеры определяют скорость вращения и крутящий момент. Отношение числа зубьев ведомой шестерни к числу зубьев ведущей и называется передаточным числом.

Если ведущая шестерня меньше ведомой, то скорость вращения ведомой будет меньше, а крутящий момент – больше, и наоборот. То есть, выигрывая в силе, теряем в скорости, и, напротив – выигрывая в скорости, теряем в силе. Если в передаче
участвует несколько пар шестерен, то общее передаточное число получается умножением передаточных чисел всех пар шестерен, участвующих в передаче.

Для получения различного по величине крутящего момента, необходимого для работы автомобиля в разных условиях, в коробке передач имеется несколько пар шестерен с различным передаточным числом. Если между ведущей и ведомой шестернями поместить промежуточную, то ведомая шестерня изменит направление вращения на обратное (получим передачу заднего хода).

Таким образом, любая коробка передач, будь то «механика», «автомат» или вариатор, служит для обеспечения оптимального режима работы двигателя в различных условиях движения путем изменения передаточного отношения.


В любой коробке передач выделяют высшие и низшие ступени (передачи).

При трогании с места, разгоне, движении на небольшой скорости и по бездорожью – необходим высокий крутящий момент, который достигается при средне – высоких оборотах, но отсутствует необходимость развивать высокую скорость. Для движения в этом режиме служат низшие ступени коробки передач (обычно с первой по третью), имеющие наибольшее передаточное отношение; при этом даже при больших оборотах двигателя автомобиль будет ехать медленно.

Для равномерного движения на высокой скорости необходимо обеспечить большую частоту вращения колёс, поддерживая обороты двигателя в оптимальном диапазоне. Для этого служат высшие передачи (от четвертой и выше), имеющие значительно меньшие передаточные числа по сравнению с низшими.

При этом автомобиль будет при тех же оборотах двигателя ехать достаточно быстро, пока не будут достигнуты максимальные рабочие обороты двигателя.

Передача с передаточным отношением, равным 1, называется прямой (как правило, четвертая). Если передаточное число меньше единицы, такая передача называется ускоряющей (от пятой и выше). Ускоряющая передача включается при движении автомобиля в хороших дорожных условиях, когда не требуется большой силы тяги на ведущих колесах. Давая возможность двигателю работать с пониженными оборотами, ускоряющая передача способствует уменьшению износа двигателя и экономии топлива


С понятием передаточного числа связано выражение «длинная коробка» и «короткая коробка». Речь идёт о разнице в передаточных числах разных передач – в «длинной» коробке она больше. Рассмотрим два автомобиля, одинаковых во всём, кроме коробок передач. Водитель авто с «короткой» коробкой, поддерживая высокие обороты мотора, разгонится быстрее и быстро наберёт максимальную скорость.

Водитель на машине с «длинной» коробкой разгоняться будет дольше, но до более высокой скорости. Таким образом, выбор коробки зависит от темперамента водителя. С «короткой» коробкой автомобиль более динамичен, но чаще приходится переключаться. С «длинной» – не такой резвый, но диапазон скоростей на одной передаче больше, то есть, можно добраться до высшей передачи и кататься на ней со скоростью от пятидесяти до ста с лишним, изменяя её только газом и тормозом.

статьи

  • 1 Типы КПП
  • 2 Какая коробка лучше?

Типы КПП

Современные автомобили могут оснащаться одним из четырех видов КПП – механической, автоматической, роботизированной или вариаторной.

Механическая коробка передач с ручным переключением состоит из набора шестерен. Изменение передаточного числа осуществляется путем введения их в зацепление в различных сочетаниях. К плюсам данной коробки следует отнести высокий КПД, простоту, низкую цену, высокую динамику и наименьший расход топлива по сравнению с остальными коробками. Из недостатков следует отметить неудобство управления, особенно при движении в городе. Подробнее про механическую коробку передач.


Планетарная передача

Автоматическая КПП – планетарная коробка передач с автоматическим переключением. Планетарная передача состоит из нескольких шестерен, называемых планетарными или сателлитами, вращающихся вокруг центральной (или солнечной) шестерни. Планетарные шестерни фиксируются вместе с помощью водила.

Кроме этого, дополнительная внешняя кольцевая шестерня имеет внутреннее зацепление с планетарными шестернями. Сателлиты, закрепленные на водиле, вращаются вокруг центральной шестерни (как планеты вокруг Солнца), внешняя шестерня – вокруг сателлитов. Различные передаточные отношения достигаются путем фиксации различных деталей относительно друг друга. В современных коробках используются несколько планетарных передач для получения большого диапазона передаточных чисел.

К преимуществам автоматической коробки следует отнести, прежде всего, удобство управления и комфорт. АКПП способны менять передачи на полной мощности двигателя, что практически неосуществимо в МКПП. В плюсы «автомата» можно добавить плавность хода во время переключения, отсутствие откатывания при трогании с места, защищенность двигателя и деталей трансмиссии от перегрузок и поломок из-за неправильного включения передач, увеличенный ресурс.


К недостаткам АКПП обычно относят более низкий КПД, более высокую цену, а также стоимость ремонта и обслуживания, повышенный расход топлива, ухудшение динамических качеств автомобиля, задержки в переключении передач. Однако с каждым годом эксплуатационные свойства автоматических коробок улучшаются, а число поклонников АКПП уверенно растет. Подробнее про автоматическую коробку передач.

Клиноременной вариатор

Вариатор представляет собой бесступенчатую коробку передач. Его главные детали – два раздвижных шкива и соединяющий их ремень, в сечении имеющий трапециедальную форму. Если половинки ведущего шкива сдвинуть, они вытолкнут ремень наружу – радиус шкива, по которому работает ремень увеличится, следовательно, увеличится и передаточное отношение.

А если половинки ведомого шкива, наоборот, раздвинуть, то ремень провалится внутрь и будет работать по меньшему радиусу – передаточное отношение уменьшится. Если оба шкива будут в промежуточном положении, то передача станет прямой. Вместо ремня может применяться цепь, набранный из металлических пластин ремень, но принцип от этого не меняется. Для трогания автомобиля с места используется обычное сцепление или небольшой гидротрансформатор, который вскоре после начала движения блокируется. Управление дисками шкивов осуществляет электронная система из сервоприводов, блока управления и датчиков.


Основным минусом вариатора является его несовместимость с мощными моторами из-за слабости и недолговечности ремней. Также ограничивают применение бесступенчатой трансмиссии потребность в дополнительных механизмах для режимов трогания и заднего хода,высокая стоимость, дорогое обслуживание и ремонт. Подробнее про вариатор CVT.

Роботизированная коробка – это обычная механическая коробка передач. Для передачи крутящего момента от двигателя к трансмиссии также используется стандартное «сухое» однодисковое сцепление. Отличие состоит в том, что процессы включения-выключения сцепления и переключения передач автоматизированы. Такая коробка облегчает процесс управления автомобилем, освобождая от необходимости переключать передачи вручную и задумываться о том, какую именно передачу включить в данный момент. К преимуществам коробки-робота можно отнести небольшой вес, невысокую стоимость и экономичность.

Этот тип коробки имеет и несколько существенных недостатков. В первую очередь это касается плавности его работы, которая оставляет желать лучшего. Передачи переключаются с заметной задержкой, а в режиме «газ в пол» появляются толчки и рывки при переключениях. Не спасает и ручной режим, сцеплением ведь все равно управляет электроника. В четкости переключений «робот» уступает даже простому «автомату». К тому же, «роботу» свойственен небольшой откат при начале движения. Такой тип коробки обычно ставят на недорогие модели.

Более совершенной является роботизированная коробка с двойным сцеплением. В такой коробке одно сцепление включает нечетные передачи, а другое – четные. Во время езды крутящий момент передается по одному сцеплению, то есть диск сомкнут. В то же время диск второго сцепления разомкнут, но в самой коробке следующая передача уже включена.


Когда электроника «чувствует», что надо переключаться на другую передачу, то первый диск просто размыкается, а второй синхронно смыкается. Это позволяет избавиться от рывков при переключениях и обеспечивает непрерывный поток мощности от двигателя к колёсам, что недостижимо для обычной механической коробки с одним сцеплением. Режим переключения – как ручной, так и автоматический. Технически это довольно сложный вид коробки (а значит, и недешевый), но по динамике и экономии топлива он превосходит даже простую механику. Подробнее про роботизированную коробку передач.

Какая коробка лучше?

Как и на любой риторический вопрос, на него нет однозначного ответа. Какой вид КПП выбрать – дело личное, зависящее от приоритетов конкретного человека. Определитесь, что для вас важнее (цена, динамика, комфорт)- и тогда выбор КПП не составит для вас никакого труда!

Источник: https://avtonov.info/korobka-perekljuchenija-peredach-naznachenie-i-princip-raboty

Планетарная КПП: что это такое и как работает планетарная трансмиссия


Планетарная коробка передач принцип работы

На автомобилях планетарная механическая коробка передач появилась очень давно. Использовался такой тип КПП на заре автомобилестроения. Так называемая «планетарка» ставилась на легендарную модель Ford T, где водитель управлял коробкой отдельными педалями.

Если говорить о современных авто, сегодня планетарная передача активно используется в устройстве коробок автомат АКПП. Далее мы рассмотрим, как устроена планетарная передача АКПП, каков принцип работы данного механизма, а также  какие особенности имеет планетарная передача в коробке автомат.

Планетарный механизм: назначение и устройство

В устройстве трансмиссии планетарный механизм позволяет изменять скорость, а также при необходимости направление вращения выходного вала. При этом в работе механизма можно выделить зависимость, что чем ниже будет скорость вращения выходного вала, тем большим будет на нем крутящий момент.

Итак, планетарная передача в основе имеет несколько вращающихся шестерен. Шестерни бывают следующих видов:

  • солнечная шестерня;
  • коронная шестерня
  • сателлиты;

Само свое название планетарный механизм получил благодаря особенности размещения шестерен (подобно планетам вокруг солнца). Схема устройства предполагает, что в центре расположена солнечная шестерня, вокруг которой вращаются сателлиты. Сателлиты связаны между собой водилом, снаружи сателлитов установлена коронная шестерня. Указанные виды шестерен связаны с входным или выходным валом.

Общий принцип работы планетарной передачи состоит в том, чтобы одна из шестерен (солнечная, коронная или водило) имела жесткую фиксацию. В этом случае элемент становится передающим.


В качестве примера можно представить, если закреплена коронная шестерня, тогда входной вал передает крутящий момент на солнечную шестерню. От солнечной шестерни идет передача момента дальше на сателлиты. Сателлиты проходят по коронной шестерне и вращают водило.

Водило, в свою очередь, передает крутящий момент на выходной вал коробки. По такому принципу построена планетарная коробка передач, куда также включены специальные системы торможения (тормоза) и блокировки элементов планетарного механизма.

С учетом особенностей конструкции можно выделить два типа планетарных передач:

  • в первом типе блокируется только один тип шестерен (одноступенчатая планетарная передача);
  • во втором возможна блокировка разных видов шестерен (многоступенчатая планетарка);

Также планетарный ряд может быть как с закрепленным элементом, так и с дифференциальным. Во втором случае  ни один из элементов не зафиксирован жестко, что позволяет изменять вращение отдельно (посредством усилий, которые прикладываются к валам). Данный механизм позволяет вращаться наименее нагруженному валу с наибольшей скоростью.

Где используется планетарный механизм в автомобиле

Начнем с того, что планетарная передача используется в устройстве различных типов техники. Что касается автоиндустрии, чаще всего планетарный механизм лежит в основе  дифференциала автомобиля.

Дифференциал стоит на каждой ведущей оси. Именно в дифференциале использован такой тип планетарной передачи, где ни один из элементов не имеет жесткой фиксации. Через входной вал момент передается на шестерню (не коронную, так как зубья расположены не вниз, а по сторонам). Шестерня передает момент на сателлиты, к которым присоединены 2 солнечные шестерни.

Принцип работы таков, что сателлиты вращаются с одинаковой скоростью, однако солнечные шестерни могут иметь разную скорость вращения, причем отличную друг от друга. Однако если сложить скорости, сумма всегда является одинаковой.

  • Идем далее. Планетарная передача также лежит в основе гидромеханической планетарной коробки передач АКПП. Если просто, общий принцип работы также основывается на вращении трех типов шестерен. При этом устройство намного сложнее, так как современная коробка передач требует от 5-и до 6-и передач для движения вперед. Вполне очевидно, что на одном планетарном механизме невозможно реализовать такую задачу.

В устройстве современной трансмиссии инженеры используют целый планетарный ряд АКПП. Планетарные ряды фактически являются связанными между собой несколькими планетарными механизмами. Благодаря такой конструкции можно гибко реализовать диапазон передаточного соотношения от 0.7:1 (для повышенных передач) и 4.5:1 (на пониженных). Передаточное соотношение, например, 0.7:1, означает, что на один оборот выходного вала входной вал делает 0.7 оборота. 

Также в устройстве АКПП имеются специальные тормозные механизмы, которые нужны для переключения передач. Указанные механизмы (тормоза АКПП) имеют возможность притормозить вращение шестерен, а также полностью их заблокировать для подключения других элементов.

Плюсы и минусы планетарной передачи

Начнем с того, что данный механизм имеет целый ряд очевидных преимуществ:

  • компактность (все шестерни находятся на одной оси, расположены рядом);
  • низкий уровень шума при работе (нагрузка на зубья минимальна);
  • механизм обеспечивает расширенный диапазон передаточных чисел;
  • зубья способны выдержать большую нагрузку, также самих шестерен больше;
  • меньшая вибронагруженность, плавность работы;

Что касается недостатков, можно выделить повышенную сложность конструкции, дороговизну изготовления, требования касательно точности сборки, снижение ремонтопригодности. При сборке предельно важно добиться точного расположения всех элементов.

Использование планетарного ряда или планетарного механизма в системе с высокими нагрузками приводит к снижению КПД и надежности. Причина – много шестерен и составных элементов, в результате чего увеличиваются потери на трение, возрастает риск поломок.

Также можно выделить высокую чувствительность к смазке и качеству смазочного материала применительно к планетарной передаче. Например, если в АКПП окажется недостаточно масла, тогда такая коробка быстро выйдет из строя.

Так или иначе, планетарная коробка не имеет валов, ползунов, последовательно расположенных шестерен, что делает ее очень компактной и позволяет разместить даже в предельно ограниченном пространстве.

Еще планетарные коробки могут передавать большой крутящий момент (такие КПП даже используются в устройстве тяжелой военной техники). Крутящий момент достаточно равномерно распределяется на сателлиты (особенно если их больше 3), при этом зубья испытывают меньшие нагрузки сравнительно с двухвальными или трехвальными КПП.

Также удачно спроектированная планетарная коробка (при условии правильно подобранного передаточного отношения шестерен) имеет более высокий КПД, чем двухвальные и трехвальные механические МКПП.

Главным же недостатком можно считать то, что в автоматических коробках, где необходимо получить 3, 4, 5 и более ступеней, требуются каскадные планетарные системы. Данное решение значительно усложняет устройство, снижая КПД и общую надежность. 

Что в итоге

Как видно, планетарная АКПП и другие узлы на основе планетарного механизма активно используются в современной автоиндустрии. Более того, массовое производство автоматических планетарных коробок практически вытеснило в  развитых странах механические КПП.

Сегодня гидромеханические планетарные автоматы (АКПП) и бесступенчатые трансмиссии CVT (вариаторы) повсеместно встречаются на легковых авто разных классов, внедорожниках, грузовиках и т.д.

Благодаря удобству и качеству работы АКПП пользуются большой популярностью, продолжая вытеснять МКПП даже из бюджетного сегмента (например, китайские авто с автоматом).

Источник: http://krutimotor.ru/planetarnaya-korobka-peredach-ustrojstvo-printsip-raboty/

Источник: tkazimut.com

Планетарный механизм: назначение и устройство

Планетарная передача устройство принцип работы

В устройстве трансмиссии планетарный механизм позволяет изменять скорость, а также при необходимости направление вращения выходного вала. При этом в работе механизма можно выделить зависимость, что чем ниже будет скорость вращения выходного вала, тем большим будет на нем крутящий момент.

Итак, планетарная передача в основе имеет несколько вращающихся шестерен. Шестерни бывают следующих видов:

  • солнечная шестерня;
  • коронная шестерня
  • сателлиты;

Общий принцип работы планетарной передачи состоит в том, чтобы одна из шестерен (солнечная, коронная или водило) имела жесткую фиксацию. В этом случае элемент становится передающим.

В качестве примера можно представить, если закреплена коронная шестерня, тогда входной вал передает крутящий момент на солнечную шестерню. От солнечной шестерни идет передача момента дальше на сателлиты. Сателлиты проходят по коронной шестерне и вращают водило.

Водило, в свою очередь, передает крутящий момент на выходной вал коробки. По такому принципу построена планетарная коробка передач, куда также включены специальные системы торможения (тормоза) и блокировки элементов планетарного механизма.

С учетом особенностей конструкции можно выделить два типа планетарных передач:

  • в первом типе блокируется только один тип шестерен (одноступенчатая планетарная передача);
  • во втором возможна блокировка разных видов шестерен (многоступенчатая планетарка);

Также планетарный ряд может быть как с закрепленным элементом, так и с дифференциальным. Во втором случае  ни один из элементов не зафиксирован жестко, что позволяет изменять вращение отдельно (посредством усилий, которые прикладываются к валам). Данный механизм позволяет вращаться наименее нагруженному валу с наибольшей скоростью.

Где используется планетарный механизм в автомобиле

Планетарный механизм устройство

Начнем с того, что планетарная передача используется в устройстве различных типов техники. Что касается автоиндустрии, чаще всего планетарный механизм лежит в основе  дифференциала автомобиля.

Дифференциал стоит на каждой ведущей оси. Именно в дифференциале использован такой тип планетарной передачи, где ни один из элементов не имеет жесткой фиксации. Через входной вал момент передается на шестерню (не коронную, так как зубья расположены не вниз, а по сторонам). Шестерня передает момент на сателлиты, к которым присоединены 2 солнечные шестерни.

  • Идем далее. Планетарная передача также лежит в основе гидромеханической планетарной коробки передач АКПП. Если просто, общий принцип работы также основывается на вращении трех типов шестерен. При этом устройство намного сложнее, так как современная коробка передач требует от 5-и до 6-и передач для движения вперед. Вполне очевидно, что на одном планетарном механизме невозможно реализовать такую задачу.

В устройстве современной трансмиссии инженеры используют целый планетарный ряд АКПП. Планетарные ряды фактически являются связанными между собой несколькими планетарными механизмами. Благодаря такой конструкции можно гибко реализовать диапазон передаточного соотношения от 0.7:1 (для повышенных передач) и 4.5:1 (на пониженных). Передаточное соотношение, например, 0.7:1, означает, что на один оборот выходного вала входной вал делает 0.7 оборота. 

Также в устройстве АКПП имеются специальные тормозные механизмы, которые нужны для переключения передач. Указанные механизмы (тормоза АКПП) имеют возможность притормозить вращение шестерен, а также полностью их заблокировать для подключения других элементов.

Плюсы и минусы планетарной передачи

Планетарная передача АКПП

Начнем с того, что данный механизм имеет целый ряд очевидных преимуществ:

  • компактность (все шестерни находятся на одной оси, расположены рядом);
  • низкий уровень шума при работе (нагрузка на зубья минимальна);
  • механизм обеспечивает расширенный диапазон передаточных чисел;
  • зубья способны выдержать большую нагрузку, также самих шестерен больше;
  • меньшая вибронагруженность, плавность работы;

Использование планетарного ряда или планетарного механизма в системе с высокими нагрузками приводит к снижению КПД и надежности. Причина – много шестерен и составных элементов, в результате чего увеличиваются потери на трение, возрастает риск поломок.

Также можно выделить высокую чувствительность к смазке и качеству смазочного материала применительно к планетарной передаче. Например, если в АКПП окажется недостаточно масла, тогда такая коробка быстро выйдет из строя.

Так или иначе, планетарная коробка не имеет валов, ползунов, последовательно расположенных шестерен, что делает ее очень компактной и позволяет разместить даже в предельно ограниченном пространстве.

Еще планетарные коробки могут передавать большой крутящий момент (такие КПП даже используются в устройстве тяжелой военной техники). Крутящий момент достаточно равномерно распределяется на сателлиты (особенно если их больше 3), при этом зубья испытывают меньшие нагрузки сравнительно с двухвальными или трехвальными КПП.

Также при условии грамотного и своевременного обслуживания можно говорить о большом ресурсе, а сама конструкция планетарных коробок передач позволяет с относительной простотой  реализовать их систему управления. Если просто, в устройстве коробки используются ленточные тормоза и блокировочные муфты. Ленточный тормоз плавно останавливает шестерни, тогда как муфта позволяет их заблокировать, что и приводит к переключению передачи.

Главным же недостатком можно считать то, что в автоматических коробках, где необходимо получить 3, 4, 5 и более ступеней, требуются каскадные планетарные системы. Данное решение значительно усложняет устройство, снижая КПД и общую надежность. 

Что в итоге

Как видно, планетарная АКПП и другие узлы на основе планетарного механизма активно используются в современной автоиндустрии. Более того, массовое производство автоматических планетарных коробок практически вытеснило в  развитых странах механические КПП.

Благодаря удобству и качеству работы АКПП пользуются большой популярностью, продолжая вытеснять МКПП даже из бюджетного сегмента (например, китайские авто с автоматом).

Источник: KrutiMotor.ru

Важные моменты

Далее название «автоматическую коробка переключения (перемены) передач» мы будем сокращать до АКПП, АКП или же будем называть этот агрегат просто автоматом или коробкой-автоматом. Так будет проще и для нас, и для читателей. Первое, на что нужно обратить внимание: такой агрегат обеспечивает выбор передаточного числа при движении автомобиля без непосредственного участия водителя, т.е. автоматически. С технической точки зрения коробкой-автоматом можно было назвать любой агрегат, который переключает передачи в автоматическом режиме. Например, РКПП. Однако название АКПП закрепилось лишь за той разновидностью агрегатов, который имеет гидромеханический планетарный механизм. Те же «роботы» могут иметь электронное + электропневматическое или же электромеханическое исполнительные устройство – по этой причине они выделяются в отдельный класс. Вариаторы и вовсе не имеют передач как таковых, так что и они относятся к своему классу. Зачастую под АКП понимают весь трансмиссионный агрегат:

  • Гидротрансформатор и прочие гидравлические компоненты;
  • Механические элементы коробки передач;
  • Электронные элементы коробки передач;
  • Смежные элементы.

В отечественной литературе иногда встречается термин «гидромеханическая передача». По факту, это та же коробка-автомат в автомобильной трансмиссии. Так обозначают, например, агрегаты некогда знаменитых автобусов ЛиАЗ-677 и автомобилей «Чайка». Само название отражает отнюдь не способность агрегата автоматически переключать передачи, а его конструктивные особенности – совокупность механических и гидравлических компонентов.

Коротко об устройстве

Для начала мы ознакомимся с основными элементами коробки передач, а уже затем подробно разберем и их. На первый взгляд, коробка-автомат устроена довольно просто. На поверку оказывается, что каждый из ее элементов рассчитан на эксплуатацию в конкретной модели агрегата и, скорее всего, не является взаимозаменяемым с другими подобными элементами. Речь идет о:

  • Гидротрансформаторе. По своим функциям практически идентичен сцеплению в «механике»;
  • Планетарной передаче (ряде). Выполняет те же задачи, что и блок шестерен в «механике»;
  • Тормозной ленте, передних и задних фрикционах. Отвечают за включение передач;
  • Управляющем устройстве. Комплексный узел, включающий в себя шестеренчатый насос, гидроблок, маслосборник, клапанную коробку.

Кроме того, современные «автоматы» не могут работать без целой плеяды электронных компонентов. Они подают данные о работе агрегата на ЭБУ, а тот, в свою очередь, дает команды другим автомобильным агрегатам. Здесь стоит выделить:

  • Датчик положения селектора. Передает данные о положении селектора ЭБУ, а также отвечает еще и за включение задних огней, контроль стартера в “N” и “P” режимах;
  • Датчик скорости. Как правило, их два: один считывает скорость вращения первичного вала, а второй – вторичного (выходного) или шестерни дифференциала;
  • Датчик температуры рабочей жидкости. Обычный терморезистор, фиксирующей температуры рабочей жидкости АКП;
  • Датчик давления. Таких датчиков может быть несколько. Они определяют интенсивность циркуляции рабочей жидкости;
  • Датчик положения педали газа, педали тормоза. Опциональные датчики;
  • Датчик положения дроссельной заслонки. Помогает ЭБУ определить нагрузку на двигатель. Его работоспособность влияет на выбор оптимальной передачи.

Как видите, автоматическая коробка передач состоит из большого количества узлов. В данном материале мы не будем уделять большого внимания электронным компонентам коробки, а сосредоточимся на гидравлике и механике. В будущих материалах внимание будет уделено датчикам АКПП – некоторые из них довольно интересны и требуют отдельного разбора.

Коротко о гидротрансформаторе

В одном из материалов цикла «Полезные советы» мы уже разбирал устройство гидротрансформатора. Советуем ознакомиться с этим материалом. Если вкратце, то гидротрансформатор позволяет реализовать передачу момента в трансмиссии без создания жесткой связи. Крутящий момент будет передаваться посредством рециркуляции жидкости – почти как в гидравлической муфте. Гидротрансформатор включает в себя:

  • Корпус;
  • Насосное колесо, иначе называемое насосом;
  • Статор, иначе называемый реактором;
  • Турбину;
  • Плиту блокировку;
  • Обгонную муфту.

Все довольно просто. Турбинное колесо гидротрансформатора жестко связано с первичным валом трансмиссии, а насосное колесо – с коленвалом. Между колесами располагается статор (реактор) с муфтой свободного хода. Как только двигатель начинает свою работу, коленвал приходит в движение, раскручивает насосное колесо, а то, в свою очередь, раскручивает турбинное колесо – оно как бы утягивается потоком трансмиссионной жидкости. В реакторе жидкость получает дополнительное ускорение при прохождении через межлопаточные каналы с сужающимся профилем. Гидротрансформатор может как блокироваться, так и проскальзывать – режим его работы будет зависеть от множества факторов, которые учитывает электроника.

Подробнее о планетарной передаче

Многие считают основой АКПП гидротрансформатор, однако на деле он столь же важен, как и хитрая система планетарных передач. Как уже было указано, каждый элемент «автомата» имеет свое место и спроектирован из расчета на эксплуатацию в конкретной модели агрегата. В случае планетарных передач точность исполнения каждой шестерни крайне важна. Речь идет о:

  • Солнечной шестерне;
  • Кольцевой шестерне;
  • Сателлитах и водиле.

Любая принципиальная схема планетарной передачи сводится к тому, что одна из устанавливаемых шестерен имела жесткую фиксацию. Например, солнечная шестерня или водило. Общий принцип планетарной передачи АКП предусматривает вращение шестерен аж трех типов. На практике для реализации 5- и 6-ступенчатых коробок передач одного планетарного механизма оказывается недостаточно.

Современная трансмиссия в автомобилях с коробкой-автоматом имеет т.н. планетарные ряды. Они связаны друг между другом несколькими планетарными механизмами. Планетарный ряд в зависимости от условий позволяет реализовывать достаточно широкий диапазон передаточных отношений: от 0.7:1.0 (повышенные передачи) до 4.5:1.0 (пониженные). Работает система так же, как и блок шестерен в механических коробках передач. Разница в том, что планетарная передача компактнее, позволяет реализовать наиболее широкий диапазон передаточных чисел, работает с большими нагрузками, имеет небольшую вибронагруженность и может похвастать высокой плавностью работы.

Ленточные тормоза и фрикционные муфты

Теперь поговорим о том, как АКП работает на одном примере. Напоминаем, что передаточное отношение агрегата будет соответствовать определенной передаче. Выше мы уже привели диапазон передаточных отношений, приводя примеры повышенных и пониженных передач. В случае повышенных передач система работает так:

  • Вал, имеющий соединение с гидротрансформатором, начинает соединяться с водилом АКП посредством муфты;
  • Меньшая из солнечных шестерен начинает свободно вращаться, тем временем как большая из солнечных шестерен блокируется ленточным тормозом;
  • Вал не получает соединения с турбиной – весь входной крутящий момент будет идти от гидротрансформатора.

Ленточных тормозов в коробке-автомате несколько. Внешне они похожи на обычные стальные ленты, обернутые вокруг блока шестерен. Ленты соединяются с блоком тогда, когда их проталкивают гидравлические цилиндры. В случае муфт все несколько сложнее. В коробках-автоматах находится четыре муфты. Каждая из них приводится в действие посредством гидравлической жидкости, давление которой повышают поршни. Как ленты, так и фрикционные муфты позволяют переключать передачи без разрыва потока мощности, который характерен для механической коробки передач.

Шестеренчатый насос и центробежный регулятор

В коробке-автомате имеется специальный шестеренчатый насос, который подает трансмиссионную жидкость из поддона агрегата в его гидравлическую систему. Также такой насос питает гидротрансформатор и охладитель масла. При выходе шестеренчатого насоса весь агрегат будет страдать не только от сухого трения, но и от перегрева. К счастью, он крайне надежен и редко выходит из строя. Шестеренчатый насос может иметь:

  • Внешнее зацепление зубчатых колес;
  • Внутреннее зацепление.

В подавляющем большинстве моделей АКП шестеренчатый насос имеет внутреннее зацепление. В нем в качестве ведущей шестерни выступает внутреннее зубчатое колесо, приводимое в действие коленчатым валом двигателя. Такой насос также имеет делитель, предотвращающий утечку трансмиссионной жидкости при ее нагнетании. Суть работы насоса довольно проста: как только зубья выходят из зацепления, объем между ними увеличивается – в образовавшуюся зону разрежение сразу попадает масло из всасывающей магистрали насоса. Далее масло выталкивается в нагнетательную магистраль, которая находится рядом с зоной повышенного давления в месте вхождения зубьев в контакт.

Центробежный регулятор можно назвать «умным» клапаном, который учитывает скорость движения транспортного средства. Чем выше скорость автомобиля, тем выше и скорость вращения этого регулятора. В свою очередь, чем больше скорость вращения, тем больше будет открываться находящийся в регуляторе клапан, обеспечивающий прохождение масла.

Неисправности коробки-автомата

Несмотря на высокую надежность «автоматов», иногда они выходят из строя. Согласно статистике, чаще всего мастерам приходится ремонтировать коробки передач моделей ZF5HP19, 722.6, U140, а также практически все агрегаты от концерна Honda возрастом 10 и более лет. Это не значит, что все АКП ненадежны. На самом деле неудачные модели есть и у Mercedes-Benz, и у Toyota, и у BMW. Все три концерна известны надежность своей продукции, однако именно их АКП являются самыми частыми гостями ремонтных мастерских. Для автоматических коробок передач характерны такие неисправности:

  • Разрыв тормозной ленты или выход из строя муфт;
  • Неисправности гидроблока;
  • Проблема с подшипниками;
  • Пониженный уровень трансмиссионной жидкости (забивание засорение каналов);
  • Выход из строя контроллера;
  • Поломка датчиков;
  • Выход из строя масляного насоса;
  • Поломка обгонной муфты.

Как показывает практика, в коробках-автоматах одна неисправность может довольно быстро перейти в другую. К примеру, износ тормозных лент и дисков фрикционных муфт приводит к довольно быстрому загрязнению масла, которое затем может засорить масляные каналы и клапаны. Как показывает практика, от проблем с маслом сильнее всего страдает именно гидроблок (клапанная плита). Выявить некоторые неисправности можно даже без снятия и разработки агрегата. Вот например:

  • Автомобиль может двигаться в режиме паркинга. Проблема кроется в неисправности отдельных элементов механизма переключения скоростей, или в нарушения регулировок этого механизма. Требуется замена отдельных деталей с дальнейшей регулировкой;
  • Наблюдается утечка масла из АКП. Причин две: нарушение целостности уплотнительных колец и самопроизвольное отворачивание крепежных элементов в картере сцепления, поддоне. Требуется замена уплотнителей и подтяжка болтов;
  • Повышенная шумность работы агрегата, затрудненное переключение передач или же их самопроизвольное переключение. Стоит проверить уровень масла – скорее всего он понижен;
  • Отсутствие понижения передачи при прекращении манипуляций с педалью газа. Причина кроется в повреждении привода дроссельной заслонки или в нарушении регулировок. Как и одном указанных выше вариантов неисправности, требуется замена отдельных элементов системы, регулировка;
  • Запуск двигателя при неправильном положении рычага селектора. Требуется регулировка включателя пуска.

Существуют и более серьезные неисправности. Зачастую они вызваны тем, что один из элементов коробки-автомата вышел из строя, что привело к дальнейшему лавинообразному росту числа неисправностей. При таком варианте выявить причину поломки и ту деталь, которую необходимо заменить, сложно. Стоит отметить такие неисправности:

  • Автомобиль не двигается ни на одной из выбираемых передач. Требуется проверить: уровень масло, фильтра, гидротрансформатор, фрикционные элементы (ленты, диски), шестерню масляного насоса, соленоиды гидроблока;
  • Задняя передача работает нормальное, остальные – нет. Требуется проверить: клапаны гидроблока, муфту прямого хода и смежный с ней поршень, фрикционные элементы;
  • Обратная ситуация: автомобиль движется только вперед. Требуется проверить: фрикционные элементы, поршень тормозной ленты;
  • Включается только 1- и 2-я передачи. Требуется проверить: муфты и поршни прямого хода, шлицы барабана сцепления;
  • Включается 1- и 2-я передачи, автомобиль может двигаться назад. Аналогично, но также требуется проверить соленоиды и клапаны гидроблока;
  • Пробуксовка автомобиля при подъемах в гору. Требуется проверить: износ дисков и муфт прямого хода, поршень, уровень масла;
  • Пробуксовка муфт при переключении передач. Требуется проверить: масляный фильтр, уровень масла, соленоиды гидроблока;
  • Отсутствие срабатывания режима KickDown. Требуется проверить: датчик давления, выключатель режима KickDown, клапан гидроблока, отвечающий за понижение передач с 3-й на 2-ю;
  • Удары при переключении передач. Требуется проверить: клапаны гидроблока (в частности, возвратные пружины), диски фрикционных муфт.

Кроме того, могут наблюдаться и такие неисправности: шум в районе дифференциала, остановка двигателя, падение магистрального давления, лязг агрегата на холостом ходу. В этом случае нужно проверить гидротрансформатор, гидроблок, дифференциал, фрикционные муфты. Дороже всего обойдется проверка и ремонт гидроблока. К счастью, подбор комплектующих для ремонта будет только денежной проблемой – запчасти найти несложно.

Выбор запчастей для ремонта коробки-автомата

Проведя диагностику на СТО, вы наверняка столкнетесь с необходимостью самостоятельного выбора комплектующих для ремонта. Если с уплотнителями и пружинами все более-менее просто (найти их можно во многих магазинах), то, скажем, найти новый центробежный регулятор в обычных магазинах автомобильных комплектующих будет сложно. Мы рекомендуем вести поиски в интернет-магазинах и маркетплейсах, т.к. их ассортимент намного шире – здесь вы найдете все необходимое для ремонта. Вести поиски можно по:

  • Имеющемуся у вас коду автозапчасти;
  • Параметрам коробки передач.

Зачастую поиски приходится именно по параметрам агрегата, а заодно и параметрам автомобиля. К примеру, на Avto.pro такой поиск реализован следующим образом: автолюбитель переходит в каталог, выбирает нужную марку и модель транспорта, выбирает нужные категории (тормозная система, трансмиссия, электрика), находит в выпадающем списке нужные детали, уточняет модель агрегата. Сразу отметим, что практически все элементы коробок передач не являются взаимозаменяемыми. Имеет смысл уточнить совместимость на специализированных сайтах.

Вывод

Автоматическая коробка передач сегодня для большинства водителей даже более привычна, нежели механическая. Несмотря на то, что в отличие от «механики» она более требовательна к обслуживанию, а ее ремонт обходится крайне недешева, все недостатки компенсируются повышенной комфортностью, плавностью и размеренностью движения, помощью водителю при езде по сложным участкам дороги. Напоминаем, что трансмиссионную жидкость АКП нужно менять каждые 45-60 тыс. км. пробега. Сам агрегат нуждается в «прогреве» перед началом езды. Его не стоит слишком часто переводить в нейтральный режим. Если соблюдать эти правила, коробка-автомат прослужит вам очень долго.

Если Вам понравилась публикация, поделитесь новостью в социальных сетях и подписывайтесь на канал.

Источник: zen.yandex.ru


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.