Автоматическая коробка передач: устройство и принципы работы акпп

Принцип работы муфты

Основная задача многодисковой муфты – в нужный момент плавно соединить и разъединить входной (ведущий) и выходной (ведомый) валы с помощью силы трения между дисками. При этом от одного вала к другому передается крутящий момент. Диски сжимаются за счет действия давления жидкости.

Отметим, что чем сильнее соприкасаются поверхности дисков, тем больше величина передаваемого момента. При работе муфта может пробуксовывать, при этом ведомый вал разгоняется плавно, без рывков и ударов.

Главное отличие многодискового механизма от других заключается в том, что за счет наращивания количества дисков увеличивается количество соприкасающихся поверхностей, в результате чего становится возможным передавать больший крутящий момент.

Основа нормальной работы фрикционной муфты – наличие регламентированного зазора между дисками. Этот интервал должен равняться значению, которое установил производитель. Если зазор между дисками муфты будет меньше положенного, то фрикционы будут постоянно находиться в «поджатом» состоянии и, соответственно, быстрее изнашиваться. Если же расстояние будет больше, то при работе будет наблюдаться пробуксовка муфты. В этом случае тоже не избежать быстрого износа. Точная регулировка зазоров между фрикционами при ремонте муфты – залог ее правильной работы.

Значение слова ФРИКЦИОН. Что такое ФРИКЦИОН

Источник (печатная версия): Словарь русского языка: В 4-х т. / РАН, Ин-т лингвистич. исследований; Под ред. А. П. Евгеньевой. — 4-е изд., стер. — М.: Рус. яз.; Полиграфресурсы, 1999; (электронная версия): Фундаментальная электронная библиотека

Делаем Карту слов лучше вместе

Привет! Меня зовут Лампобот, я компьютерная программа, которая помогает делать Карту слов. Я отлично умею считать, но пока плохо понимаю как устроен ваш мир. Помоги мне разобраться!

Спасибо! Со временем я обязательно пойму как устроен ваш мир.

Вопрос: логофет — это физический объект (человек, предмет, место, растение, животное, вещество)? Можно это увидеть, услышать, унюхать, пощупать, потрогать?

Предложения со словом «фрикцион»:

• Одним попаданием ленивец разбило, вторым, в корму — бортовой фрикцион.
• По той же причине нельзя вываживать рыбу на прокручивающейся шпуле слабо зажатого фрикциона.
• Таким образом, правильно настроив (закрутив) фрикцион, можно избежать обрыва лески, потери рыбы и дорогостоящей приманки.
• (все предложения)

АКПП — что это такое

Классическая автоматическая передача представляет собой довольно сложный комплекс из двух устройств. Ответить на вопрос:  «Что это такое АКПП?» возможно только разобравшись в ее конструкции.

Автоматическая передача состоит из трех основных частей:

• Гидротрансформатора, который принимает крутящий момент от силового агрегата и передает его на следующий непосредственно за ним механизм.
• Собственно коробки перемены передач планетарного типа — данное устройство преобразует усилие и осуществляет привод колес через главный редуктор.
• Устройства управления, состоящего из некоторого количества золотников, регулирующего потоки масла к исполнительным механизмам.

По аналогии с механической трансмиссией гидротрансформатор АКПП играет роль сцепления — он установлен между двигателем и планетарным механизмом. Его устройство значительно более сложное и допускает проскальзывание передачи во время начала движения и торможения. На большинстве современных АКПП гидротрансформатор блокируется при высоких оборотах двигателя.

Видео компании Тойота поясняет принцип работы гидротрансформатора и других элементов АКПП:

Планетарная коробка соответствует по назначению своему механическому аналогу. Разница состоит в том, что в автомате переключения производятся сервоприводами, а на механике – вручную.

Фактически управление работой АКПП осуществляется при помощи двух педалей: акселератора и тормоза. При этом нажатие на «газ» не приводит к увеличению частоты оборотов двигателя, а влияет непосредственно на скорость движения.

Устройство узлов и механизмов

Конструкции отдельных элементов могут различаться. Рассмотрим только один из наиболее часто встречающихся вариантов — гидротрансформатор. Он имеет в своем составе:

• турбонасос;
• турбину;
• статор.

Корпус данного устройства жестко устанавливается на маховике, чем по аналогии оно сходно с корзиной механического сцепления.

Статоры бывают двух видов: неподвижные по отношению к блоку двигателя или стопорящиеся при помощи ленточного тормоза. Такая конструкция позволяет обеспечивать оптимальное использование крутящего момента, особенно на малых оборотах. Корпус гидротрансформатора заполнен вязким маслом.

Планетарная коробка или редуктор представляет собой целый набор механизмов в ее состав входят:

• эпицикл — большая шестерня с обращенными внутрь зубьями;
• малая солнечная шестерня;
• водило с шестернями сателлитами.

Видео — принцип работы планетарного ряда автоматической коробки передач:

Один из вышеперечисленных узлов зафиксирован неподвижно по отношению к картеру коробки. Сателлиты находятся одновременно в зацеплении, как эпицикла, так и малой солнечной шестерни. Помимо названных узлов в состав коробки входят фрикционные муфты, которые, в свою очередь, состоят из двух элементов: хаба – ступицы и барабана.

Между ними находится комплект из чередующихся стальных и пластиковых фрикционных дисков и кольцеобразного поршня, управляющего их работой. В планетарной КП имеется также обгонная муфта, ее конструкция может быть разной. Она устроена таким образом, что способна вращаться достаточно свободно в одну сторону и заклинивает при изменении направления.

Устройство АКПП, помимо названных выше узлов, имеет еще и механизм управления, принцип работы которого зависит от типа исполнительных механизмов.

В современных АКП золотники гидроприводов перемещаются под воздействием соленоидов, напряжение на которые поддается от электронного блока управления. В классическом варианте управление осуществляется с учетом положения педали акселератора и регулятора давления масла центробежного типа установленного на выходном валу коробки.

Водитель выбирает режим работы АКП при помощи селектора, в большинстве современных автомобилей он устанавливается на центральной консоли. Управление может быть продублировано кнопками на рулевом колесе.

Принцип работы фрикционных дисков

Работа фрикционных дисков АКПП заключается в подаче крутящего момента на колеса транспортного средства. Каждый фрикцион установлен на солнечную шестерню. А последних здесь столько, сколько передач в АКПП.

Все солнечные шестерни собраны в одной конструкции. Одну такую конструкцию можно увидеть в четырехступенчатых или пятиступенчатых автоматах. В шестиступенчатых же может быть установлено два планетарных механизма, каждый из которых имеет по три передачи.

Принцип работы фрикционных дисков заключается в следующей процедуре:

1. Пока транспортное средство стоит, фрикционы разжаты и свободно вращаются.
2. При включении первой передачи, масло попадает из гидроблока по специальным каналам на диск и создает давление на него.
3. Диски с зубьями прижимаются друг к другу.
4. Барабан, в котором происходит процесс, передает 100 процентов крутящего момента на шестерню.

Читать

13 недорогих машин с автоматической коробкой передач

Запускается тот пакет с дисками, который отвечает за первую передачу. Вторая, третья и четвертая передача запускает соответствующие этому числу пакеты.

Как действует гидротрансформатор АКПП

Передача крутящего момента между валами двигателя и трансмиссии осуществляется за счет движения масла в насосе и ведомой турбине. Насос нагнетает давление в гидромеханическую систему и стимулирует вращение центростремительной турбины. На лопатки этой турбины подается рабочая жидкость.

Трансмиссионное масло является не только рабочей средой для трансформатора, но и охлаждающей жидкостью для деталей АКПП и смазкой для контактирующих поверхностей. Реактор устройства, который располагается между насосом и турбиной, регулирует увеличение крутящего момента и возвращение масла с турбины на насосное кольцо. При большой разнице моментов колес реактор блокируется с помощью муфты, которая соединена с насосом.

Блокировка устройства позволяет напрямую передавать крутящий момент с коленчатого вала на трансмиссионный. Как только скорость их вращения рассинхронизируется, трансформатор снова включается в систему переключения.

Устройство гидротрансформатора коробки-автомат

Гидравлический трансформатор состоит из следующих деталей:

Все детали трансформатора заключены в герметичную систему, а рабочая жидкость движется по замкнутому циклу. Если в корпусе устройства образуется течь, то рабочее давление падает, что сказывается на разгонных характеристиках автомобиля и состоянии фрикционных дисков АКПП.

Принцип работы гидротрансформатора

Принцип работы гидромеханического трансформатора основан на передаче энергии и крутящего момента через рециркуляцию рабочей жидкости (ATF) между лопастями насосного кольца и лопатками турбины. Компоненты связаны между собой опосредованно, через движение масла и обгонную муфту.

Кольцо насоса вращается в такт с коленчатым валом мотора, перемещая масло между своими лопастями. Жидкость одновременно перемещается вдоль поверхности лопастей и вращается относительно центральной оси устройства. После того как насосное кольцо выбрасывает масло, оно попадает на лопатки турбины. Давление на лопатки заставляет турбину вращаться.

Статор может регулировать скорость потока жидкости в замкнутой системе. Если он не препятствует прохождению масла, то конструкция превращается из трансформатора в муфту. Гидромуфта является одним из основных режимов работы гидротрансформатора АКПП.

Работа системы гидравлического преобразователя контролируется электронным блоком управления (ЭБУ). Для этого внутри тора установлены датчики, измеряющие давление рабочей жидкости, скорость вращения лопаток и другие параметры.

Рост скорости циркуляции автоматически приводит к увеличению крутящего момента турбинного колеса. Процесс продолжается до достижения равновесия между усилием сопротивления и скоростью потока.

Гидротрансформатор и коробка передач.

При блокировке трансформатора подача топлива в цилиндры приостанавливается, что позволяет сэкономить горючего. Движение автомобиля осуществляется «накатом», поэтому при выключенном преобразователе можно добиться торможения двигателем.

В зависимости от модели машины и алгоритмов, заложенных в ЭБУ, блокировочный механизм может запускаться как при высоких скоростях (не менее 60-70 км/ч), так и при низких (около 20 км/ч).

За счет опосредованного контакта деталей гидротрансформатор является эффективным амортизирующим устройством.

Гидропроблемы

Итак, если у вас появились толчки при переключении скоростей, то, скорее всего, это связано с гидроблоком. Сначала они могут быть едва различимы, но потом медленно, но верно будут усиливаться

Обращайте на это внимание и лучше не тяните с диагностикой и ремонтом

Проблемы с гидроблоком могут возникнуть вследствие неправильной эксплуатации «автомата». В первую очередь это связано с прогревом, а точнее с его отсутствием. АКПП, как и двигателю, обязательно нужен прогрев, особенно зимой. О том, как прогревать автоматические коробки переключения передач мы писали отдельную статью.

В случае неполадок с гидроблоком автомобиль может дергаться, а в коробке могут происходить удары и вибрация. Иной раз автомобиль может и вовсе не поехать. Как правило, о такой проблеме вам просигнализирует бортовой компьютер.

Помимо этого, причиной шума, вибрации, шуршания и других неприятных звуков, исходящих из коробки, может стать гидротрансформатор. И опять же, в таком случае необходимо ехать в автосервис или вызывать эвакуатор. Если же вы не замечаете таких симптомов, но при замене трансмиссионного масла, у вас в поддоне оказалось много стружки, то с гидротрансформатором явные проблемы. Скорей всего специалисты автосервиса, которые будут менять вам масло, сами сообщат вам об этом. В среднем, ремонт гидротрансформатора обходиться дешевле ремонта гидроблока.

Принцип работы фрикционов в акпп

По своей конструкции фрикционы представляют собой тонкие подвижные и неподвижные металлические кольца, которые устанавливаются на планетарные редукторы. В тот момент, когда передача не включена, диски вращаются относительно друг друга в специальной смазке. При включении передачи специальный гидравлический толкатель зажимает фрикционные диски, после чего планетарный редуктор приходит в движение и передает крутящий момент от двигателя на привод. Во время поездки диски могут совершать десятки и сотни тысяч оборотов

Именно поэтому крайне важно обеспечить качественную смазку трансмиссии, что и позволит продлить срок эксплуатации фрикционов. К характеристикам фрикционных дисков можно отнести их способность выдерживать максимально высокие нагрузки

Для этого их изготавливают из специальных сверхпрочных сплавов, что и позволяет защитить их от износа и сгорания. Сгорать фрикционы могут при длительном воздействии высоких температур. Происходит подобное при проблемах с отводом тепла и недостатком масла. Именно поэтому вам необходимо пристально следить за системой смазки коробки передач, что и позволит продлить срок службы этого агрегата.

Как избежать перегрева фрикционов и выхода из строя коробки передач?

Типы фрикционов акпп

В зависимости от вида автоматической коробки передач используется фрикционы различных типов. Это могут быть одно или же двухсторонние фрикционы. В автоматических коробках старого типа использовались односторонние диски, которые с одной стороны имели стальную поверхность, а с другой специальную накладку. В настоящее время наибольшую популярность получили двусторонние фрикционы, которые изготавливаются из сверхпрочных металлических сплавов. Накладки фрикционов впитывают масло и позволяют эффективно отводить тепло от нагревающихся в процессе работы движущихся дисков. Изготавливаются накладки из различных материалов.

Существуют одно и двухсторонние типы

Наибольшей популярностью сегодня пользуется графитовое волокно, которое позволяет длительное время сохранять свои рабочие характеристики. Накладки из графитового волокна способны эффективно поглощать тепло и не пригорают даже при экстремальных температурных воздействиях. Использование кевларовых или графитовых накладок позволяет значительно продлить срок эксплуатации фрикционных дисков. Приобрести такие накладки вы можете отдельно, и впоследствии установить их на диски. Изготавливаются накладки для фрикционов в различных типоразмерах, что позволяет с легкостью подобрать их под конкретную коробку передач.

Расположение

Диагностика и проблемы

В тоже время необходимо отметить, что к пробегу в 100 – 150 тысяч километров на любой автоматической коробке передач уже появиться первые проблемы с фрикционными дисками. Проявляется подобное в задержках или резких рывках при переключении передач. Сложность диагностики состоит в том, что механический износ фрикционов сложно определить, не вскрывая коробку передач. Мастеру для точного определения проблемы с фрикционами необходимо провести вскрытие коробки передач. Выполняется демонтаж трансмиссии, после чего она вскрывается и производится осмотр состояния фрикционных дисков. В том случае, если имеется существенный износ этого элемента, производится его замена. Сами фрикционные диски акпп различаются в зависимости от вида трансмиссии.

Как определить неисправность АКПП?

Так выглядят изношенные диски

Замена фрикционов АКПП своими руками

Менять фрикционные диски можно в домашних условиях. Помещение, где будет производиться замена, необходимо заранее очистить от пыли и грязи. Для успешной замены нужно правильно подобрать ремкомплект с фрикционами, предназначенный для конкретной модели автомобиля.

Обычно помимо самих дисков в таком комплекте имеются различные фильтры, сальники и прокладки. Все элементы во время замены необходимо устанавливать на АКПП.

Порядок действий следующий:

1. С коробки передач сливается трансмиссионное масло.
2. Сама коробка демонтируется и разбирается.
3. Производится замена деталей, имеющихся в ремкомплекте.
4. Осуществляется обратная сборка АКПП и ее монтаж.

Во время ремонта следует учитывать определенные нюансы:

1. Слив смазки производится через шланг, который предварительно отсоединяется от радиатора коробки и подключается к сливному отверстию.
2. В процессе демонтажа коробки основная трудность состоит в том, что АКПП достаточно тяжелая. По этой причине работы рекомендуется производить в смотровой яме или на автомобильном подъемнике с применением трансмиссионного домкрата.
3. Элементы, подключаемые к автоматической коробке, необходимо отсоединить.

Опытные мастера домашнего ремонта, знакомые с внутренним устройством автомобиля, не должны испытать каких-либо затруднений при последовательном выполнении данных операций.

Весь ремонт сводится к замене деталей, степень износа которых не позволяет эксплуатировать их дальше. Зазор можно измерить и прямо на корзине с фрикционными дисками. Но желательно, даже в случае незначительного износа, стоит снять все детали, для которых есть замена в ремкомплекте.

Характеристика фрикционов на коробке автомат

Фрикционы

Каждая передача на коробке «автомат» имеет комплект фрикционов. Данные запчасти позволяют останавливать или приводить в действие шестерни, присутствующие в КПП.

Фрикционы АКПП имеют форму кольца, выполнены из прочного металла. Они размещены на планетарных редукторах. Так как при активизации передачи фрикционы начинаются вращаться, чтобы снизить трение, изделия имеют смазку.

Фрикционы могут быть односторонними или двусторонними. Как правило, современные версии авто имеют второй вариант. На ряде версий КПП данные запчасти могут располагаться снаружи корзины ведущего вала.

Современный рынок предлагает специальный кевларовые фрикционы для АКПП. Их особенность в том, что они хорошо переносят возникающие нагрузки. Все благодаря тому, что в их входит качественное сырье.

Можно ли буксовать на АКПП?

Многих автовладельцев интересует вопрос: можно ли буксовать на АКПП? Опытные водители утверждают, что можно, только делать это нужно правильно и очень аккуратно. К сожалению, неосторожные действия зачастую приводят к неприятным последствиям. Если ваша машина застряла в сугробе, а рядом нет помощников, которые подтолкнули бы ее сзади, то пробуксовка АКПП неизбежна. Чтобы это действие не спровоцировало поломку передаточного механизма, необходимо соблюдать определенные правила.

О чем должен помнить водитель?

В первую очередь владельцу автомобиля, оснащенного АКПП, следует внимательно изучить устройство передаточного механизма. Коробка-автомат оснащена гидротрансформатором, а также фрикционными дисками, которые являются главными источниками тепла. При продолжительном буксовании существенно повышается температура рабочей жидкости, которая находится внутри АКПП. В результате нагревания этот состав теряет смазочные свойства, что приводит к поломке фрикционных дисков. Если температура последних превысит 250 ⁰С, то трансмиссия выйдет из строя.

АКПП авто может сломаться и в том случае, если водитель буксовал на непрогретом автомобиле. Холодная жидкость ATF не обладает достаточной вязкостью, в результате чего она не может смазать движущиеся детали АКПП. Это приводит к износу отдельных элементов трансмиссии.

Прежде чем начать буксование, необходимо зажать педаль тормоза, а также перейти в режим R. В этом положении следует задержаться несколько минут. Движение можно начинать только поле того, как гидротрансформатор заполнится необходимым количеством смазки. Длительное пробуксовывание АКПП требует переключения в режим D.

После буксования следует всячески избегать резкого сцепления шин с дорожным покрытием. Сильный удар колеса о твердую площадку может спровоцировать разрыв оси, которая повредит корпус передаточного механизма.

Почему нельзя буксовать на АКПП старых автомобилей?

Не рекомендуется буксовать на автомобилях, выпущенных в 80-90-х годах, поскольку в результате большого пробега ухудшается состояние системы охлаждения. В свою очередь это приводит к перегреву гидротрансформатора.

Если автомобиль все же застрял в сугробе, то буксование неизбежно. Чтобы сдвинуть машину с места, не повредив трансмиссию, необходимо выполнить следующие действия:

• Максимально расчистить снег;
• Немного проехать в противоположном направлении;
• Подложить под передние колеса салонные рифленые коврики.

Выехав из сугроба, не нужно резко тормозить, поскольку в результате этого под покрышками образуется скользкая поверхность, что станет препятствием дальнейшему движению.

Автомобили с автоматическими коробками требуют очень бережной эксплуатации. На них нельзя долго буксовать. Водитель должен медленно выезжать из сугроба, постепенно «раскачивая» машину. Также не стоит игнорировать переключение режимов R и D.

Выбираясь из снежной ловушки, желательно воспользоваться помощью окружающих. Машина быстрее выедет из сугроба, если ее подтолкнуть сзади. В это время водитель должен «раскачивать» автомобиль, поочередно нажимая педали газа и тормоза.

Пробуксовывание АКПП должно проводиться с особенной осторожностью. Лучше не испытывать силу передаточного механизма и попросить о помощи других водителей

Они вытолкают машину из сугроба или предложат буксирование. Если вы остановились на безлюдной дороге, то постарайтесь самостоятельно выбраться из снежной ловушки, воспользовавшись вышеизложенными рекомендациями.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Метки: АКПП, буксовать на АКПП, пробуксовка АКПП

Что в итоге

Как видно, фрикционные диски АКПП являются неким подобием сцепления в МКПП. При этом элемент достаточно надежен, однако только в том случае, если с давлением масла в коробке «автомат» все в порядке и сама жидкость чистая. Снижение  давления обычно происходит в случаях, когда:

• уровень масла (ATF) в коробке не соответствует норме;
• сама трансмиссионная жидкость потеряла свои свойства и/или сильно загрязнена;
• возникли проблемы с маслонасосом, снижена пропускная способность фильтра масла АКПП или масляного радиатора;
• забиты каналы гидроблока, некорректно работают соленоиды и т.п.

При наличии подобных неполадок передачи могут переключаться рывками, автомат пинается. Как правило, если проблеме не уделить внимания, первыми из строя выходят  фрикционные диски, фрикционы проскальзывают и горят. В результате масло ATF в АКПП пахнет горелым, меняется цвет масла в коробке автомат и т.д.

Для решения проблемы в одних случаях может быть достаточно промывки масляного радиатора, замены масла в коробке автомат, а также масляного фильтра. В других ситуациях может потребоваться разборка АКПП для замены пакетов фрикционов, промывки каналов гидроблока, проверки работоспособности соленоидов.

Так или иначе, при выявлении первых признаков проскальзывания фрикционов, необходимо прекратить эксплуатацию ТС и доставить автомобиль на СТО с целью проведения углубленной диагностики АКПП.     

Самый частой поломкой автоматической коробки передач, является износ фрикционных дисков или попросту — фрикционов. Происходит это в любом случае, даже если вы ухаживаете и своевременно (правильно) меняете масло (правда произойдет такое при приличном пробеге в 300 — 450 000 км). Если они сгорели, то передачи АКПП автомобиля не будут включаться или буксовать (про это чуть ниже). Не многие знают про эти диски, но они очень важный элемент в строении всей коробки в целом. Если можно грубо «выразиться» — это своеобразное сцепление автомата, именно эти элементы способствуют включению той или иной передачи. Лично я очень долго искал простую внятную статью по этим дискам, но так и не нашел, поэтому для общего понимания решил написать эту статью …

• Устройство
• Принцип работы
• Ресурс фрикционных дисков
• Причины выхода из строя
• ВИДЕО ВЕРСИЯ

Начнем с определения. Фрикционы (фрикционные диски) — это элемент сцепления между передачами, по аналогии с механической коробкой передач. В запрограммированный момент они смыкаются (при помощи давления масла) и останавливают нужную шестерню, в другой момент они размыкаются — шестерня начинает вращаться.