автоматические трансмиссии современных легковых автомобилей устройство

Автоматические трансмиссии современных легковых автомобилей⁚ устройство и принцип работы

Современные автоматические трансмиссии представляют собой сложные электронно-механические системы, обеспечивающие плавное переключение передач без участия водителя. Ключевым элементом является гидротрансформатор, передающий крутящий момент от двигателя к коробке передач. Он преобразует вращательное движение двигателя в более плавное и контролируемое движение на колесах, снижая рывки и вибрации. Внутри коробки передач находятся планетарные механизмы, обеспечивающие различные передаточные числа. Электронный блок управления (ЭБУ) анализирует множество параметров, таких как скорость автомобиля, положение педали акселератора и обороты двигателя, выбирая оптимальную передачу для обеспечения максимальной эффективности и комфорта.

Основные типы автоматических трансмиссий

Мир автоматических трансмиссий достаточно разнообразен, и каждая из разновидностей обладает своими уникальными характеристиками, преимуществами и недостатками. Современные легковые автомобили оснащаются несколькими основными типами автоматических коробок передач, выбор которых зависит от требований к динамике, экономичности и комфорту. Рассмотрим наиболее распространенные⁚

• Гидромеханические автоматические трансмиссии (АКПП)⁚ Это классический тип автоматической трансмиссии, широко распространенный на протяжении многих десятилетий. Он сочетает в себе гидротрансформатор, обеспечивающий плавное трогание с места и мягкое переключение передач, и планетарную передачу, которая отвечает за изменение передаточных чисел. Гидромеханические АКПП отличаются высокой надежностью и простотой конструкции, но часто имеют сравнительно низкий КПД по сравнению с более современными типами трансмиссий. Число передач в таких коробках может варьироваться от 4 до 10, причем более высокое количество передач обеспечивает лучшую экономичность и динамику. Они характеризуются плавностью переключения, но могут быть менее эффективны в режимах интенсивного разгона.
• Роботизированные трансмиссии (МКПП с автоматизированным управлением)⁚ Этот тип трансмиссии представляет собой механическую коробку передач, в которой механизм переключения передач управляется электронными системами. В отличие от классических автоматических трансмиссий, роботизированные коробки передач не используют гидротрансформатор. Переключение передач осуществляется с помощью электронных сервоприводов, что обеспечивает более быстрое переключение, чем в гидромеханических АКПП. Однако, в некоторых случаях, переключение может быть менее плавным, особенно при интенсивном разгоне или торможении. Роботизированные трансмиссии предлагают комбинацию экономичности механической коробки передач и удобства автоматической, но могут быть более чувствительны к стилю вождения и требуют более тщательного обслуживания.
• Вариаторы (CVT)⁚ Бесступенчатые трансмиссии CVT отличаются от классических автоматических коробок передач отсутствием фиксированного числа передач. Они обеспечивают плавное изменение передаточного числа в широком диапазоне, что позволяет постоянно поддерживать оптимальные обороты двигателя. Это приводит к повышению экономичности и плавности движения. Однако, вариаторы часто критикуют за недостаток динамики при интенсивном разгоне и специфический характер работы, который может показаться необычным для водителей, привыкших к классическим автоматическим коробкам передач. Тем не менее, вариаторы находят широкое применение в автомобилях, ориентированных на экономичность.

Выбор типа автоматической трансмиссии является важным фактором при покупке автомобиля, поскольку он значительно влияет на его динамические характеристики, экономичность и комфорт эксплуатации. Каждый тип имеет свои преимущества и недостатки, поэтому необходимо учитывать индивидуальные потребности и предпочтения.

Гидромеханические автоматические трансмиссии⁚ устройство и функционирование

Гидромеханическая автоматическая трансмиссия (АКПП) – это сложная система, состоящая из нескольких ключевых компонентов, работающих согласованно для обеспечения плавного и эффективного переключения передач. Основой является гидротрансформатор, который играет роль своеобразной муфты, передающей крутящий момент от двигателя к коробке передач. Он состоит из трех основных частей⁚ насосного колеса, турбинного колеса и статора. Насосное колесо, приводимое в движение двигателем, создает поток рабочей жидкости (трансмиссионного масла), который воздействует на турбинное колесо, вращая его и передавая крутящий момент на коробку передач. Статор же направляет поток масла, увеличивая эффективность передачи крутящего момента на низких оборотах двигателя, обеспечивая плавное трогание с места.

Планетарный механизм является сердцем гидромеханической АКПП. Он состоит из солнечной шестерни, планетарных шестерен и коронной шестерни. Сочетание различных блокировок этих элементов, управляемых многодисковыми фрикционами и тормозными лентами, позволяет получить различные передаточные числа. Электрогидравлический блок управления (ЭБУ) отвечает за переключение передач, управляя работой фрикционов и тормозов. Он получает информацию от различных датчиков, таких как датчик скорости, датчик положения дроссельной заслонки, датчик оборотов двигателя и др., и на основе этих данных принимает решение о переключении на оптимальную передачу в зависимости от текущих условий движения.

Процесс переключения передач в гидромеханической АКПП происходит следующим образом⁚ ЭБУ анализирует данные от датчиков и определяет необходимую передачу. Затем, он посылает сигналы электрогидравлическому блоку управления, который, в свою очередь, управляет работой соленоидов, включающих и выключающих фрикционы и тормозные ленты. Это приводит к изменению конфигурации планетарного механизма и соответствующему изменению передаточного числа. Благодаря гидротрансформатору, переключение происходит плавно, без рывков и вибраций. Современные гидромеханические АКПП часто имеют 8 и более передач, что позволяет достичь высокой экономичности и динамики. Тем не менее, их сложная конструкция делает их более дорогими в обслуживании по сравнению с механическими коробками передач.

Несмотря на появление более новых типов автоматических трансмиссий, гидромеханические АКПП по-прежнему широко используются в современных легковых автомобилях, особенно в тех, где требуется высокая надежность и простота эксплуатации. Постоянное совершенствование конструкции и применение новых материалов позволяют создавать более эффективные и надежные гидромеханические АКПП.

Роботизированные трансмиссии (МКПП с автоматизированным управлением)⁚ особенности конструкции

Роботизированная трансмиссия (РКПП) представляет собой механическую коробку передач (МКПП), оснащенную автоматизированной системой управления сцеплением и переключением передач. В отличие от классических автоматических трансмиссий, использующих гидротрансформатор, РКПП сохраняет механическую основу, но автоматизирует процесс переключения, что позволяет сочетать преимущества как МКПП, так и АКПП. Основными компонентами РКПП являются механическая коробка передач, электрогидравлический или электромеханический привод сцепления и переключения передач, а также блок управления (ЭБУ).

Механическая часть РКПП практически идентична обычной МКПП, состоящей из валов, шестерен, синхронизаторов и дифференциала. Однако, в отличие от МКПП, где водитель управляет сцеплением и переключением передач вручную, в РКПП эти функции выполняет автоматизированная система. Привод сцепления может быть электрогидравлическим, использующим гидравлический цилиндр для выжима сцепления, или электромеханическим, где для этого применяется электрический двигатель. Электромеханический привод, как правило, более компактен и эффективен, позволяя более точно и быстро управлять сцеплением.

Переключение передач в РКПП осуществляется с помощью электромеханических или электрогидравлических актуаторов, которые взаимодействуют с механизмом переключения МКПП. Эти актуаторы под управлением ЭБУ выполняют необходимые действия для переключения на нужную передачу. ЭБУ получает информацию от различных датчиков, включая датчик скорости, датчик положения дроссельной заслонки, датчик оборотов двигателя и другие. На основе этой информации он выбирает оптимальную передачу и посылает сигналы актуаторам.

Главные преимущества РКПП – это относительно невысокая стоимость, по сравнению с классическими АКПП, и высокая эффективность, близкая к МКПП. Однако, РКПП имеют и недостатки. В основном это не всегда плавное переключение передач, особенно при резком ускорении или торможении, что может приводить к некоторым рывкам. Кроме того, РКПП менее надежны по сравнению с классическими АКПП, что связано с большей нагрузкой на механизмы переключения.

В современных автомобилях РКПП встречаются реже, чем классические АКПП или вариаторы, хотя некоторые производители продолжают их разрабатывать и совершенствовать, стремясь устранить существующие недостатки и улучшить плавность переключения передач.