Як працює автомат?

Дана стаття присвячена влаштуванню АКПП - автоматичної коробки перемикання передач в автомобілі. Ви дізнаєтеся, як працює автомат, з яких основних частин складається і про функції, які виконують ці частини. Ну а почнемо ми з основних елементів автоматичної трансмісії.

Як працює АКПП: головні вузли

Треба сказати, що сучасна коробка-автомат є, мабуть, найскладнішим пристосуванням в автомобілі, яке містить тисячі електронних, гідравлічних і механічних компонентів. Проте всі ці компоненти включаються в певні вузли АКПП, з якими ми вас зараз і познайомимо.

• Гідротрансформатор (скорочено його часто позначають як ГТ) - виконує ту ж функцію, що і зчеплення в механічній трансмісії, однак не вимагає безпосереднього управління;
• Планетарний ряд - даний вузол використовується для зміни передавального співвідношення в автоматичною КПП при перемиканні передач. Він відповідає блоку шестерень в МКПП - механічній коробці перемикання передач;
• Гальмівна стрічка, а також передній фрикціон і задній фрикціон - за допомогою даних компонентів, власне, і здійснюється перемикання передач в АКПП;
• Пристрій управління - контролює перемикання передач в трансмісії, має вбудовану електронну систему управління.

Загальний принцип роботи АКПП

Багатьом відомо, що автоматична трансмісія, як ще називають коробку-автомат, перемикає передачі самостійно, а перемикання передач безпосередньо залежить від швидкості автомобіля. Це забезпечує водієві комфортні і досить приємні умови для водіння. Водієві тільки необхідно вибирати напрямок руху машини, тобто їхати вперед або назад. Безумовно, для більш точної і економічної їзди досвідчені водії як і раніше використовують МКПП, проте коробка-автомат істотно полегшує завдання тим, хто не хоче приділяти уваги придбанню професійних навичок водіння. Але як працює коробка-автомат, якщо поглянути на цю конструкцію зсередини? У двох словах цього не скажеш, тому приготуйтеся до докладного опису. Як ми вже сказали раніше, АКПП складається з 3 основних частин: електроніка, гідравліка і механіка. За допомогою електроніки здійснюється управління різними режимами трансмісії, а також її зв'язки з іншими автомобільними системами. Гідравліка передає крутний момент і потужність на колеса - головний виконавчий вузол машини, а механічна частина виконує власне перемикання передач.

Крутний момент, потужність і АКПП

Робота АКПП заснована, перш за все, на роботі двигуна машини, а крутний момент (а також і силові характеристики) може змінюватися, що залежить від частоти обертання. Для кращого розуміння того, як працює автомат, потрібно зрозуміти принцип роботи двигуна: чим менше оберти двигуна - тим менше буде крутний момент і потужність, а для того, щоб привести машину в рух, потрібно докласти всю її міць. Далі при розгоні: чим швидше рухається машина, тим менше необхідно крутного моменту і потужності, а от показники частоти залишаються максимальними. І ось той невеликий проміжок часу, коли момент і потужність відрізняються сталістю (хоча б відносним) при великій частоті, компенсується трансмісією, яка і передає мотору змінене передавальне число. Автоматична трансмісія сама змінює силові показники і крутний момент для того, щоб забезпечити оптимальні умови роботи двигуна і, відповідно, руху автомобіля. Крім того, робота АКПП також забезпечує плавне перемикання передач (природно, автоматичне, тобто без участі водія) без втрати ККД, що дозволяє уникнути поштовхів і ривків під час переходу з однієї передачі на іншу. Це проводиться АКПП силами планетарних передач і ГТ - гідравлічного трансформатора. Ну, а тепер поговоримо про те, як працює кожна передача в багатоступінчастої АКПП. Якщо вам не знайомий такий термін, як планетарна передача, то бажано прочитати вступну статтю. Справа в тому, що без розуміння цього неможливо зрозуміти і сам принцип роботи АКПП. Крім того, ви знайдете в цій статті опису найважливіших частин планетарної передачі, про які ми будемо говорити в наступних розділах.

Перша передача

У стандартній трансмісії АКПП є 4 передачі вперед і 1 передача назад. У 1-ій передачі гідротрансформатор приводить в рух за годинниковою стрілкою малу сонячну шестерню (має 30 зубів). Обертання за годинниковою стрілкою забезпечує односпрямований фрикціон. Що ж стосується коронної передачі (має 72 зуба), то вона обертається в напрямку вхідного обертання. У даному випадку вхідний обертання валу має бути протилежно вихідному, так як напрямок обертання виходить негативним, проте насправді вони однакові, так як тут працює подвійна планетарна передача - 1-й набір сателітів обертає 2-й, а останній обертає вже коронну шестерню, що змінює напрямок обертання.

Друга передача

Тут дві планетарні передачі з'єднуються із загальним водилом сателітів. На 1-му етапі водило сателітів використовує сонячну (цього разу - велику сонячну) шестерню в якості коронної. Таким чином, 1-а частина складається з малої сонячної шестірні - малого сонця, водила сателітів і корони - великий сонячної передачі. Вхідний крутний момент проходить через мале сонце, а коронну шестерню (велике сонце) утримує гальмівна стрічка, виходом ж стає водило сателітів. На 2-му етапі водило сателітів є входом для 2-й планетарної передачі, а велика сонячна шестерня, яка знаходиться в спокої, служить вже не короною, а сонцем, коронна ж шестерня є виходом.

Третя передача

Більшість АКПП мають тут передавальне число 1: 1, для отримання якого потрібно просто заблокувати дві з трьох частин планетарної передачі. Однак цього можна домогтися і простіше - потрібно лише загальмувати обидві сонячні шестерні за допомогою гідротрансформатора. Якщо обидва «сонця» обертаються в одному напрямку, то сателіти, природно, блокуються, тому що можуть обертатися лише в протилежних напрямках. У підсумку коронна шестерня блокується разом із сателітами, що і призводить до обертання в якості єдиного цілого всього механізму, і, тим самим, і виходить те саме передавальне число - 1: 1.

Підвищена передача

Також можна зустріти і таку назву, як «овердрайв». В даному випадку вихідний вал крутиться на 1 оборот за 2/3 обороту вхідного валу. Це буде зрозуміліше, якщо ми висловимо це в цифрах крутного моменту. Коли двигун працює на 2000 об / хв (вхідна частота обертання), вихідна частота обертання буде в даному випадку 3000 об / хв. Це дозволить вашому авто летіти по трасі, в той час як сам двигун буде працювати повільно і спокійно.

Задня передача

Вона дуже нагадує 1-у передачу, проте замість малої сонячної шестірні велике сонце приводиться в рух за допомогою турбіни ГТ, а мала шестерня також вільно обертається, але в протилежному напрямку. Гальмівна стрічка заднього ходу утримує водило сателітів. Виходить, що передавальне число заднього ходу дещо менше числа 1-й передачі. Ну, що ж, ось ми і розібралися, як працює АКПП - автоматична коробка перемикання передач автомобіля.