Акпп редуктор что это
Принцип действия АКПП
Оставьте заявку и получите диагностику АКПП в подарок
Из чего состоит автоматическая коробка передач
Автоматическая коробка переключения передач (АКПП) является важнейшим элементом трансмиссии современного автомобиля, главное предназначение которого – прием, передача, изменение крутящего момента, направления и скорости движения. Рассмотрим устройство и принцип работы коробки автомата.
Основные узлы АКПП:
АКПП в разрезе:
Рассмотрим перечисленные узлы более подробно.
1. Гидротрансформатор.
Гидротрансформатор выполняет функции сцепления и служит для передачи крутящего момента от двигателя на трансмиссию. Основной элемент гидротрансформатора – гидромуфта, представляет собой два лопастных колеса, расположенные друг перед другом на минимальном расстоянии. Одно колесо, соединенное с маховиком двигателя, получило название насосное колесо. Другое, турбинное колесо соединяется с помощью вала с планетарным механизмом. Пространство между колесами заполнено рабочей жидкостью — трансмиссионным маслом. Под воздействием центробежной силы вязкая рабочая жидкость плавно вовлекает в движение турбинное колесо. Таким образом, между ведущим и ведомым валом нет жесткой связи, и как следствие – обеспечивается плавная передача вращения, без рывков и толчков.
Принцип работы гидромуфты:
По своей функциональности гидротрансформатор представляет собой гидромуфту, дополнительно оборудованную центральным лопастным колесом – реактором (статором). В начале движения реактор неподвижен, т.к его лопасти расположены под определенным углом, который расчитан так, чтобы удерживать отраженную от турбинного колеса рабочую жидкость. Если реактор отсутствует, то отраженная от турбины жидкость будет тормозить насосное колесо. Когда обороты насоса и турбины выравниваются (точка сцепления), реактор также начинает вращаться с той же скоростью – гидротрансформатор переходит в режим гидромуфты, т.е не усиливая, а только передавая крутящий момент.
Принцип работы гидротрансформатора:
2. Планетарный редуктор.
Планетарный редуктор состоит из следующих частей:
2.1. Планетарные элементы.
2.2. Муфты сцепления и тормоза.
2.3. Ленточные тормоза.
Планетарный элемент состоит из центрального узла – солнечной шестерни, вокруг которой расположены шестерни – сателлиты, которые устанавливаются на планетарное водило. С внешней стороны сателлиты сцеплены с коронной шестерней.
Планетарная передача:
Для переключения скорости в автомате с тремя передачами используется 2 планетарных ряда, а в АКПП с четырьмя передачами – 3 планетарных ряда.
Муфта сцепления состоит из чередующихся дисков и пластин, которые вращаются вместе с ведущим валом, а диски соединены с элементом планетарного ряда и приводятся в действие гидравлическим давлением.
Ленточный тормоз состоит из тормозной ленты и тормозного барабана. Один конец тормозной ленты жестко крепится к картеру АКПП, а второй соединен через рычажный механизм с поршнем гидропривода.
Принцип работы первой передачи: 
Принцип работы второй передачи:
Вторая передача реализуется с помощью двух планетарных рядов.
Передаточное число первого планетарного ряда: 0.67:1.
Общее передаточное число второй передачи: 2.2 х 0.67 = 1.47:1.
Принцип работы третьей передачи:
Принцип работы четвертой передачи:
Эта передача с повышенной скоростью вращения, обеспечивает скорость выходного вала выше чем скорость входного.
Солнечная шестерня вращается свободно, коронная шестерня заблокированна тормозной лентой. Передаточное число: 0.67:1.
Принцип работы задней передачи:
3. Гидравлическая система управления.
Гидравлическая система управления (ГСУ) АКПП предназначена для автоматического управления трансмиссией. Изначально гидросистема осуществляла все управляющие и контрольные функции в АКПП во время движения: формировала все необходимые давления, определяла моменты переключения и качество переключения передач и т.д. С появлением электронных блоков управления гидросистема «делегировала» большинство своих функций электронике, играя роль, скорее, исполнительной системы.
ГСУ представляет собой комплекс, состоящий из резервуара (поддона с магнитом для сбора металлической стружки – результат износа элементов автомата), масляного насоса, центробежного регулятора, системы клапанов, исполняющих устройств и масляных каналов (магистралей). Очень важно, чтобы в резервуаре (поддоне или картере трансмиссии) всегда находился строго определенный уровень масла. Масло в системе выполняет функцию смазки, охлаждения и является рабочей жидкостью для системы автоматического переключения передач. Поддон через канал для щупа имеет доступ к атмосферному воздуху, чтобы насос мог втягивать масло и передавать его в систему. Масло проходит через фильтр и создает гидравлическое давление (рабочее давление), величина которого управляется регулятором давления.
Регулятор давления это клапан золотникового типа с пружиной, которая, в зависимости от своей жесткости, задает величину давления.
Регулятор давления:
В начальный момент пружина устанавливает клапан в крайнее левое положение, происходит открытие входного отверстия и перекрытие выходного. Жидкость продолжает поступать, давление увеличивается до тех пор, пока не сдвигается пружина. Клапан сдвигается вправо, открывая выходное отверстие и давление начинает падать. Затем процесс повторяется снова. В некоторых регуляторах давления вместо пружины используется дроссельное давление, что позволяет на выходе клапана получать рабочее давление, зависящее от режима работы двигателя.
В гидросистемах с электронным блоком управления давление регулируется электромагнитными клапанами или соленоидами. Соленоид управляется электрическими сигналами, параметры которых меняются в зависимости от скорости движения автомобиля, угла открытия дроссельной заслонки и других характеристик. Как и механические клапана, соленоиды постоянно находятся в циклическом режиме «Вкл»-«Выкл».
В зависимости от назначения клапана бывают:
Большая часть клапанов гидравлической системы управления расположена в клапанной коробке, корпус которой обычно изготовлен из сплава алюминия. Насос всасывает масло из поддона, которое, пройдя регулятор давления, попадает в клапанную коробку, весь корпус которой состоит из каналов разнообразной формы (гидроплита).
Каналы гидроплиты:
В клапанной коробке происходит перераспределение потока жидкости к соответствующим сервоприводам (гидроцилиндрам и бустерам), с помощью которых происходит управление фрикционными муфтами и тормозами.
Гидроцилиндр – исполнительный механизм системы управления АКПП, который преобразует давление рабочей жидкости в механическую работу, Давление жидкости вызывает перемещение поршня, тем самым включая и выключая фрикционные элементы управления. Обычно, гидроцилиндр используется для включения ленточного тормоза, а для блокировочной муфты или для дискового тормоза применяется бустер.
Гидроцилиндр и бустер:
4. Фрикционные диски.
Фрикционы (фрикционные диски) выполняют функции сцепления передач в АКПП. Представляют собой тонкие кольца двух видов: подвижные мягкие (соединены с шестерней) и металлические (неподвижно соединены с корпусом редуктора). Кольца устанавливаются на планетарные редукторы. При выключенной передаче кольца свободно вращаются относительно друг друга. В тот момент, когда передача включается, через систему управления на гидравлический цилиндр подается рабочая жидкость и фрикционные диски сжимаются, активируя нужную шестерню. Активировав или заблокировав ту или иную шестерню планетарного ряда, можно менять передаточное число механизма, и, как следствие — скорость вращения вала.
Для лучшего понимания работы АКПП рекомендуем к просмотру видео (3-D модель):
Для закрепления информации — посмотрите видео (2-D модель):
Акпп редуктор что это
Редукторы АКПП планетарного типа
В АКПП обычно используются редукторы планетарного типа, отличающиеся от зубчатых редукторов прямого зацепления повышенной компактностью.
Редуктор, состоящий из единственного планетарного ряда при единственном вале способен обеспечить организацию двух ходовых скоростных режимов, плюс задняя передача (реверс).
Благодаря распределению нагрузки одновременно между несколькими зубчатыми зацеплениями, планетарные редукторы могут использоваться для передачи более высоких крутящих моментов.
Так как шестерни планетарного редуктора коробки-автомат находятся между собой в постоянном зацеплении, исключается вероятность их повреждения в момент переключения передачи, тем же объясняется и повышенная плавность переключений.
И, наконец, помещение всех компонентов планетарного редуктора в общую плоскость позволяет существенно упростить механизм переключения передач.
Компоненты типичного планетарного редуктора АКПП
Простейший планетарный ряд редуктора автоматической коробки передач состоит из трех основных компонентов: орбитальной шестерни внутреннего зацепления, водила с закрепленными в нем сателлитами и солнечной шестерни.
Солнечная шестерня помещается в центр сборки, все остальные шестерни вращаются вокруг нее. Сателлиты посажены на короткие оси, закрепленные в именуемом водилом металлическом держателе.
Несмотря на то, что каждый из сателлитов вращается вокруг собственной оси, будучи посаженными в водило, они образуют как бы монолитную сборку, вращающуюся вокруг солнечной шестерни.
Орбитальная шестерня оборудована внутренним зубчатым венцом и заключает в себя всю редукторную сборку.
Так как все шестерни планетарного ряда коробки-автомат находятся между собой в постоянном зацеплении, любая из них может выступать в роли как ведущей, так и ведомой, в зависимости от того, какой из элементов заблокирован, а какой будет обеспечивать непосредственную выдачу крутящего момента.
Распределение потоков мощности редукторов АКПП
В планетарных редукторах автоматической коробки передач может быть реализовано пять основных схем распределения потоков мощности
— Любые два элемента подсоединяются к входному валу, ни один из них не закреплен стационарно и все они вращаются как единая сборка.
— Направление и частота вращения выходного вала совпадают с частотой и направлением входного, передаточное отношение составляет 1:1;
— Орбитальная шестерня заблокирована, солнечная приводится во вращение от входного вала.
— Соединенное с выходным валом водило будет вращаться в том же направлении, что и солнечная шестерня, но с более низкими оборотами (усиление крутящего момента);
— Заблокирована опять орбитальная шестерня, однако входной вал подведен к водилу, крутящий же момент снимается с вращающейся с большими оборотами солнечной шестерни;
Задняя передача (реверс):
— При закреплении стационарно водила сателлитов вращение любого оставшегося элемента (солнечной или орбитальной шестерни) будет приводить к тому, что оставшийся элемент начнет вращаться в противоположном направлении.
— При отпускании всех элементов редуктора и удерживании под нагрузкой выходного вала входной вал может продолжать вращаться свободно без снятия с него крутящего момента.
Все свободные компоненты редуктора коробки-автомат будут вращаться вокруг находящегося под нагрузкой выходного.
Понижающие передаточные отношения редуктора коробки-автомат
В АКПП посредством однорядного планетарного редуктора понижение передаточного отношения (при движении автомобиля вперед) может быть обеспечено двумя различными способами, лишь один из которых может быть реализован в конкретной конструкции.
Большее из двух передаточных отношений получается путем блокировки орбитальной шестерни, подведения мощности к солнечной и снятия крутящего момента с водила.
Для организации меньшего понижающего передаточного отношении блокируется солнечная шестерня, в качестве ведомой используется орбитальная, съем же мощности осуществляется также с водила.
Редукторы АКПП составного типа
В современных АКПП наибольшее распространение в качестве планетарного механизма получили составные редукторы типа simpson и Ravigneaux.
Редукторы коробки-автомат типа Simpson имеют два планетарных ряда, а редукторы Ravigneaux имеют один полуторный ряд. Редукторы Simpson применяются более чем в 70% планетарных механизмов, поскольку позволяют получить независимые передаточные отношения первой и второй передач.
Однако схемы, построенные на базе редуктора Ravigneaux, позволяют организовать до четырех передач, в то время как редуктор Simpson в чистом виде не способен обеспечить более трех рабочих переключений.
В качестве узлов управления в автоматических коробках передач, организованных базе составных редукторов, применяются изготавливаемые на основе специальной целлюлозно-бумажной композиции фрикционные муфты сцепления, либо тормозные ленты.
Планетарный редуктор Simpson
В двухрядных редукторах Симпсон два водила и две орбитальных шестерни установлены торцами друг к другу и посажены на общую солнечную шестерню.
Каждое водило имеет собственное передаточное отношение, что позволяет организовать две понижающих передачи в одной сборке. Выходной вал обычно подсоединяется к орбитальной шестерне одного из комплектов и к водилу второго.
В комплекте с двумя тормозными лентами, двумя дисковыми сцеплениями и роликовой обгонной муфтой редуктор коробки-автомат типа Simpson нашел свое применение в большинстве современных 3-ступенчатых автоматических трансмиссий.
Редуктор автоматической коробки передач обеспечивает включение двух понижающих передач, одной прямой и одной задней. В случае необходимости организации также повышающей передачи на конец выходного вала может быть посажена дополнительная планетарная сборка обычного типа.
Несмотря на множество вариантов реализации, редуктор типа Симпсон всегда можно легко идентифицировать по вытянутой куполообразной форме корпуса, внутрь которого помещается соединенная с барабаном прямого привода солнечная шестерня.
Планетарный редуктор АКПП со сцепленными сателлитами
В составных редукторах автоматической коробки передач типа Ravigneaux используется полуторный планетарный ряд, состоящий из двух солнечных шестерен различного диаметра, одного планетарного водила и одной орбитальной шестерни.
При этом в общее водило посажено два комплекта сателлитов, каждый из которых введен в зацепление со своей солнечной шестерней. Сателлиты одного из комплектов отличаются удвоенной длиной, что обеспечивает возможность ввода их в зацепление одновременно со второй солнечной и с орбитальной шестернями.
Выходной вал подсоединяется либо к орбитальной шестерне, либо к водилу. Для перераспределения потоков мощности используются две мультидисковых муфты сцепления (передняя и задняя), две тормозных ленты и роликовая обгонная муфта.
Применение двух независимых солнечных шестерен и дополнительного комплекта сателлитов позволяет обойтись одной орбитальной шестерней, используя освобождающееся место под размещение элементов сцепления и прочих компонентов.
Как и прочие составные редукторы АКПП, редуктор типа Ravigneaux позволяет организовать в коробке две понижающих передачи, одну прямую и одну заднюю.
АКПП: преимущества и принцип работы
Автоматическая коробка переключения передач всё чаще и чаще встречается в конструкции транспортных средств. В принципе, такая тенденция особого удивления не вызывает, ибо человек всегда стремился и будет стремиться к автоматизации процессов. Переключать передачи, меняя частоту вращения валов мотора, конечно, можно и в ручную, но гораздо удобней, когда операция происходит автоматически. Как такое возможно? Секрет кроется в устройстве и принципах работы АКПП, более подробно о которых поговорим именно в сегодняшнем материале.
История появления
Автоматическая коробка переключения передач или, как принято в народе, автомат (АКПП) – это неотъемлемый элемент трансмиссии многих современных автомобилей. Главным предназначением этого узла является установка равновесия между крутящимися колёсами и работающим мотором посредством тонкого подбора передаточного числа при каждом режиме работы двигателя. Единственное отличие АКПП от механических коробок заключается в том, что их функционирование полностью автоматизировано и не требует вмешательства водителя.
История появления автоматических коробок начинается с далёких 20-х годов прошлого века, когда на заводе Генри Форда в США проводились первые испытания подобных устройств. Безусловно, АКПП тех времен работали не полностью автоматизировано, то задатки современных автоматов у них уже были, поэтому к данному классу устройств они всё же относятся. Более продвинутые автоматические коробки появились спустя одно десятилетие и делались компанией «Дженерал Моторс». Работали те механизмы по принципу сернопривода и считались полуавтоматом.
Первая более-менее настоящая АКПП появилась в конце 30-х годов прошлого века в Европе. Несмотря на свою новизну, инновационные устройства были слишком дорогие и ненадёжные, поэтому бороться с привычной «механикой» не смогли. Всё изменилось в момент, когда автомобильные инженеры стали проводить эксперименты по внедрению в конструкцию АКПП гидравлики и электроники. В итоге, организация «Крайслер» создала первый автомат на основе гидротрансформатора и гидромуфты, которые стали настоящим прорывом в сфере автомобилестроения.
Первые же прототипы современных АКПП появились в начале 50-ого года 20 века, когда два американских инженера спроектировали коробку, в конструкции которой работали сразу три части:
Несмотря на столь продуманное устройство автоматической коробки передач, активно использоваться она началась лишь в начале 80-х годов, то есть с развитием микропроцессорных технологий. Позже АКПП стали постоянно модернизироваться и уже сегодня могут смело конкурировать с «механикой».
Устройство и принцип работы автомата
Принцип работы и устройство АКПП более-менее понятны каждому. Основное предназначение этого устройства заключается в автоматизации переключения передач. Однако что такое АКПП с инженерной точки зрения? Давайте разбираться.
В первую очередь, обратим внимание на основные виды автоматических коробок передач, которых всего три:
Итак, принцип работы АКПП предполагает тесное взаимодействие механических, гидравлических и электронных устройств. В конструкции коробки эти элементы представлены следующими деталями:
Если вдаваться в подробности того, как работает АКПП, то стоит отметить следующие этапы её функционирования:
Безусловно, принцип действия автомата более сложен, но отмеченный выше порядок его работы в полной мере отражает то, как он работает. Если проводить некоторые параллели между АКПП и МКПП, то стоит отметить, что роль сцепления в первом выполняет гидротрансформатор, а роль водителя – переключателя передач, возложена на многочисленные управляющие узлы коробки.
Улучшить понимание того, как работает автоматическая коробка передач, поможет представленная ниже схема, расшифровку которой несложно найти в отмеченных ранее положениях:
О работе основных механизмов АКПП
Теперь, когда принцип работы автоматической коробки передач более-менее понятен каждому читателю, давайте рассмотрим функционирование отдельных составляющих автомата более подробно. Начнём с основных элементов АКПП, которые частично уже были освещены выше:
Любая модель автомобиля с автоматической коробкой передач в стандартном понимании этого определения устроена представленным выше способом. Безусловно, различия могут быть, но они не столь существенны. Сегодня практически все типы АКПП, автомата работают подобным образом, поэтому акцент в изучении этого механизма стоит делать именно на его рассмотрении.
Примечание! На первый взгляд конструкция автоматической коробки переключения передач может показаться относительно несложной и лёгкой, но подобное мнение крайне ошибочно. Данный механизм не только колоссально сложен, но и много весит. Вес АКПП в сборе нередко превышает 100 килограмм.
Режимы работы автоматической коробки передач
Ни для кого не секрет, что АКПП – пусть и автоматизированный механизм, но работающий по заданному режиму. Сегодня производители автомата предлагают широкий перечень возможностей относительно управления их агрегатами. Несмотря на это, большинство моделей автомобилей с автоматической коробкой передач так и работают на 5 базовых режимах:
Новые АКПП, как правило, имеют большее количество рабочих режимов, которые обеспечивают наилучшую работу мотора при движении в определённых условиях. Наиболее используемые среди таковых на большинстве моделей авто с АКПП представлены следующим перечнем:
Помимо основных режимов работы автомата, также имеются некоторые разновидности субрежимов. Зачастую они включаются кнопками на руле или ручке коробки. Как правило, на машинах с автоматической коробкой передач субрежимы представлены функциями «SPORT» (POWER), которая обеспечивает лучшую динамику разгона, и «SNOW» (WINTER), являющейся довольно-таки хорошей помощницей для водителя при езде по льду или снегу, так как гарантирует отличное сцепление колёс с дорогой.
Субрежимы и основные режимы коробки передач типа «АКПП» должны использоваться с полным соблюдением рекомендаций производителя. Во многом это связано с тем, что некоторые из них просто несовместимы друг с другом, а их совместное использование способно вызвать поломку. К счастью незадачливых автомобилистов, более-менее новые АКПП (модели, выпущенные с года 1995) имеют функции блокировки несовместимых режимов, поэтому поломать их неправильной эксплуатацией не получится.
Примечание! Отметим, что даже самый инновационный автомат способен поддерживать торможение мотором на всех режимах своей работы. Как правило, для данной цели используется переход на функционирование в режиме нижних передач (к примеру, в режим L) из области режима P.
Пару слов о ресурсе автомата и его возможных поломках
Смотря на то, как устроен автомат, любой человек вполне логично задастся вопросом – «Каков ресурс АКПП?». Большинство производителей таких коробок уверяют, что они отслужат полный срок службы комплектующего их мотора, но так ли это? Однозначно, нет, ведь поломки многих АКПП случаются довольно-таки часто. Особенно к неисправностям автомата подвержены модели авто:
Автомат не отнести к самым надёжным и долговечным узлам любой машины. Несмотря на это, при грамотном обслуживании и хорошей эксплуатации АКПП способны отъездить довольно-таки долго.
Если же ремонт коробки всё-таки потребовался, то виной этому зачастую является:
Стоит отметить, что перечисленные выше и любые другие неисправности автомата ремонту поддаются. Намного сложней ситуация со сцеплением коробки, а именно – с гидротрансформатором, который является неремонтируемым узлом и требует замены целиком. В любом случае, ни старые, ни новые АКПП собственноручно не ремонтируемы, поэтому при подозрении на неисправность автомата стоит сразу же искать мастера, который в максимально короткие сроки поможет избавиться от поломки.
Плюсы и минусы автоматической коробки передач
В завершение сегодняшнего материала не лишним будет рассмотреть преимущества и недостатки АКПП. Устройство, прямо скажем, весьма неоднозначное, так как характеризуется и с положительной, и с отрицательно сторон. Начнём наш анализ автомата с рассмотрения его преимуществ, среди которых стоит выделить:
К недостаткам же АКПП стоит отнести следующее:
Какая коробка передач лучше? Каждый решит сам для себя. Тут, пожалуй, дело сугубо индивидуальное, ведь кому-то подавай экономию, а кому-то – комфорт движения.
В целом, по устройству АКПП наиболее важная информация подошла к концу. Надеемся, сегодняшняя статья была для вас полезна и дала ответы на интересующие вопросы. Удачи на дорогах!