IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2017

Автоматическая коробка передач (сокращенное название АКПП, обиходное название – коробка-автомат) является самым распространенным устройством изменения крутящего момента, применяемым в автоматической трансмиссии автомобиля.

Улучшение эксплуатационных качеств современного автомобиля привело к значительному усложнению его конструкции. А оснащение автомобилей автоматической трансмиссией позволило резко снизить объем нагрузки, возлагаемой на водителя во время движения, что также благоприятно отразилось на ходовой части, двигателе и скоростных качествах автомобиля. Надежность и простота эксплуатации определили дальнейшее широкое использование этого изобретения. В настоящее время автоматические трансмиссии применяются и на легковых, и на полно приводных автомобилях, и даже на грузовом транспорте. При использовании транспортного средства с ручным управлением, для поддержания необходимой скорости, водителю необходимо часто пользоваться рычагом переключения передач. По этой причине он обязан постоянно следить за нагрузкой двигателя и скоростью автомобиля. Применение автоматической трансмиссии исключает необходимость постоянного пользования переключающим рычагом. Изменение скорости выполняется автоматически, в зависимости от нагрузки двигателя, скорости перемещения транспортного средства и желаний водителя. [1]

В промежуточном кожухе, между двигателем и коробкой передач, установлен гидротрансформатор, который выполняет функции обычного сцепления. В процессе работы этот узел, наполненный трансмиссионной жидкостью, несет довольно высокие нагрузки и вращается с достаточно большой скоростью. Он не только передает крутящий момент, поглощает и сглаживает вибрации двигателя, но и приводит в действие масляный насос, находящийся в корпусе коробки передач. Масляный насос наполняет трансмиссионной жидкостью гидротрансформатор и создает рабочее давление в системе управления и контроля. Поэтому является неверным мнение о том, что автомобиль, оснащенный автоматической трансмиссией, можно завести принудительно, не используя стартер, а разогнав его до высокой скорости. Шестеренчатый насос получает энергию только от двигателя, и если двигатель не работает, то давление в системе управления и контроля не создается, в каком бы положении не находился рычаг выбора режима движения. Следовательно, принудительное вращение карданного вала не обязывает коробку передач работать, а двигатель - вращаться. В корпусе самой коробки передач расположены несколько планетарных механизмов, они и обеспечивают необходимые передаточные отношения. А передача крутящего момента от двигателя через планетарные механизмы к колесам происходит с помощью фрикционных дисков, дифференциала и других сервисных устройств. Управление всеми этими устройствами осуществляется благодаря трансмиссионной жидкости через систему управления и контроля. Особое внимание следует уделить узлу управления и контроля. Этот узел состоит из маслосборника (поддон коробки передач), шестеренчатого насоса и клапанной коробки. Клапанная коробка представляет собой систему каналов с расположенными в них клапанами и плунжерами, которые выполняют функции контроля и управления. Это устройство преобразует скорость движения автомобиля, нагрузку двигателя и степень нажатия на педаль газа в гидравлические сигналы. На основе этих сигналов, за счет последовательного включения и выхода из рабочего состояния фрикционных блоков, автоматически изменяются передаточные отношения в коробке передач.[2]

Жидкостью, используемой в автоматической трансмиссии, выполняются самые разнообразные функции: передача крутящего момента в гидротрансформаторе от двигателя в коробку передач, обеспечение функционирования системы управления и контроля, работа фрикционных блоков, смазка и охлаждение трущихся деталей и т.п. Поэтому в автоматической коробке передач применяется специальное высококачественное минеральное масло, получаемое из нефти и смешанное с несколькими особыми добавками. Это масло называется смазочной гидравлической трансмиссионной жидкостью. Использование иных типов масел снижает эксплуатационные характеристики и зачастую приводит к отказу автоматической трансмиссии. Тип используемой трансмиссионной жидкости, как правило, указан на масляном щупе коробки передач или в сертификате качества автомобиля. Для обеспечения правильного функционирования коробки передач и ее долговечности необходимо поддерживать оптимальный уровень и обновлять жидкость по мере ее использования. Срок эксплуатации трансмиссионной жидкости указан на упаковке или в сертификате качества на саму жидкость. Однако опыт эксплуатации показывает, что средняя периодичность ее замены составляет около 30-40 тыс. километров. На старых машинах эта цифра уменьшается до 15-20 тыс.км. Это объясняется еще и тем, что подержанные автомобили сильно изношены и эксплуатируются в жестких условиях. Кроме того, часть жидкости остается в гидротрансформаторе, клапанной коробке, насосе и других полостях, поэтому можно сменить только половину используемого объема, т.е. происходит только обновление жидкости, а не замена.[3]

Фрикционы и стальные диски - элемент автоматической коробки, который служит для включения сцепления и передачи крутящего момента. Состоит из стального диска, на который наклеена фрикционная накладка. Это - наиболее популярный расходный материал при ремонте АКПП

- Если сгорели или износились фрикционы только одного пакета сцепления, а масло при этом не пахло горелым, то имеет смысл заменить только изношенные фрикционы. Тогда заказывают только 3-6 нужных фрикционов. Остальные фрикционы проверяются на повреждения и толщину накладки и если зазоры между фрикционами в допуске, то могут штатно работать еще долго. [4]

- Если сгорели фрикционы нескольких пакетов, а с ними вместе и часть стальных дисков, то положено заменить весь Комплект фрикционов и тормозные ленты. В многих американских штатах законом обязывают менять все фрикционные диски и тормозные ленты, если сгоревшая коробка пришла в капремонт, под угрозой лишения лицензии. Фрикционы горят раньше срока (а рассчитаны они обычно на весь срок службы трансмиссии) не потому что "слабые" или дешевые, а из-за масляного голодания. Когда из-за потерь давления в линии поршни недожимают фрикционы друг к другу. Поэтому ставить "усиленные" фрикционы не заменив всех прокладок и колец в линии - это гарантировать скоре сгорание "усиленных" фрикционов.

Фрикционы работают в паре со стальными дисками по аналогии со сцеплением МКП. Прижимаясь к стальным дискам, они соединяют два вращающихся вала АКПП. Фрикционы собраны в Барабан (который еще называют Корзиной сцепления) и он имеет два состояния: "рабочее" - заблокированное, когда фрикционы сжаты со стальными дисками через поршень и "свободное" - когда между фрикционами остается рабочий зазор и сцепления нет. В разомкнутом состоянии фрикционы со стальными дисками вращаются с разными скоростями.

Гидроблок, с помощью соленоидов электроклапанов гидравликой нажимает на поршни барабанов, сжимая фрикционы с стальными дисками одних пакетов и сбрасывая давление позволяет пружинам разжимать фрикционы в других пакетах.

С тех пор как в конце 20-го века появились PWM соленоиды-электрорегуляторы, которые умеют закрывать-открывать канал гидроблока с множеством промежуточных значений (типа включателя света - реостата, которым можно сделать свет в комнате поярче и потише), это стали использовать сначала для принудительной блокировки гидротрансформатора а затем и для более мягкого переключения скоростей пакетами сцепления.

Это дало возможность сделать переключения практически бесступенчатыми. Считается, что разрыв мощности при переключении скоростей меньше 0.25 - 0.20 секунды незаметен для водителя. А учитывая, что у 6-ти ступенчатых АКПП разница между передаточными числами сведена к минимуму, то фактически по комфортности 6-ти и 8-ми ступенчатые АКПП сравнялись со своими конструктивными конкурентами - Вариаторами и преселективными коробками ДСГ.

Но за это преимущество приходится платить ускоренным износом фрикционов. В первую очередь - фрикционов Гидротрансформатора.

Фрикционы работающие не в режиме "он-офф" а в режиме короткого (или длинного) проскальзывания теперь должны соответствовать совсем другим требованиям:

Если раньше фрикцион Он-Офф должен был моментально "склеиваться" со стальной поверхностью для быстрой блокировки, то в случае "управляемого проскальзывания" он наоборот должен как тормозная колодка колеса плавно притормаживать, не допуская резких блокировок колеса. Но в отличии от тормозной колодки между фрикционом и сталью корпуса здесь вместо несгораемого воздуха находится масло.[5]

Разработано несколько типов карбоновых и кевларовых фрикционов (слева) для ГДТ, под разные задачи и требования программистов. И современные "несменяемые" масла (синтетика) теперь имеют температуру вспышки гораздо выше, чем у традиционных полусинтетических. Но это не решает проблему горелого масла, а лишь отдаляет.

Все равно на водителях остается ответственность следить за износом фрикционов через загрязнение масла. Если масло загрязняется слишком быстро, то это говорит о том, что самые быстро изнашиваемые фрикционы (обычно это в ГДТ) съедены и пора их менять.[6]

Библиографический список:

1.А.Дынько. Ремонт и обслуживание легкового автомобиля. //М.: Континент-Пресс, Рипол Классик, 2005. – 480 с.

2.С.В. Брызгалов. М.В. Васильев, А.М. Петров. Kia Sorento. Руководство по эксплуатации, техническому обслуживанию и ремонту// М.: Третий Рим, 2012. – 320 с.

3.Mercedes-Benz E-Class W211. Руководство по эксплуатации, обслуживанию и ремонту. // М.: Автолитература, 2009. – 384 с.

3. http://www.freepatent.ruURL:http://www.freepatent.ru/patents/2508973(дата обращения: 24.09.2016)

4. http://motoua.net URL:http://motoua.net/forum/index.php?showtopic=3919 (дата обращения: 24.09.2016)

5. http://www.autoprospect.ru/URL:http://www.autoprospect.ru/izh/2717-oda/3-1-3-remont-scepleniya.html(дата обращения: 24.09.2016)

6. http://moskvich.avtobookclub.ru/page-99.html URL: http://moskvich.avtobookclub.ru/page-99.html (дата обращения 24.09.2016)

Код для цитирования: Скопировать