Автоматическая коробка передач: как она устроена
«Гидроматик» — сервис АКПП в Минске
Ремонтируем автоматические коробки передач в Минске. При ремонте диагностика бесплатная.
Коротко
Автоматическая коробка передач (АКПП) — агрегат между двигателем и колёсами, который позволяет трогаться без педали сцепления и сам переключает передачи. В классическом гидромеханическом автомате за это отвечают гидротрансформатор, планетарные ряды, фрикционные пакеты, гидроблок с соленоидами и электронный блок управления, а связывает их масло под давлением. Ниже — устройство АКПП по узлам: что делает каждый, что в нём изнашивается и как это заметить.
01
Устройство АКПП: из чего состоит коробка
Гидромеханическая АКПП — это три части, которые работают вместе: механическая, гидравлическая и электронная. Механика передаёт усилие и меняет передаточное число — соотношение оборотов двигателя и колёс. Гидравлика включает передачи давлением масла, а электроника решает, когда и какую передачу включить.
Усилие идёт по цепочке: двигатель, гидротрансформатор, планетарные ряды, ведущие колёса. Где стоит коробка, зависит от автомобиля. При поперечном расположении двигателя — сбоку от него, а главная передача и дифференциал, которые передают усилие на колёса, находятся с ней в одном корпусе. При продольном коробка, как правило, стоит за двигателем, а усилие к задним колёсам передаёт карданный вал под днищем автомобиля. Бывают и другие компоновки.
Дальше — по порядку: сначала путь усилия, затем гидравлика и электроника.
- гидротрансформатор — связывает двигатель с коробкой через масло;
- планетарные ряды — дают набор передач;
- фрикционные пакеты и обгонные муфты — включают передачи;
- масляный насос — создаёт давление;
- гидроблок с соленоидами — распределяет масло;
- блок управления — командует переключениями.
В конце статьи — что в коробке изнашивается, зачем менять масло и когда пора в сервис.
Речь о классическом гидромеханическом автомате. Роботизированные коробки и вариаторы устроены иначе — о них коротко сказано в вопросах в конце статьи.
Похоже на ваш случай?+375 29 205-33-50Записаться
Те же узлы — на верстаке
В ролике автоматическую коробку разбирают в цехе: из корпуса по очереди вынимают масляный насос, барабаны (корпуса, в которых собраны пакеты фрикционных дисков), тормозную ленту и дифференциал.
Все эти узлы закрыты корпусом, поэтому увидеть их состояние можно только после снятия и разборки коробки. Причину неисправности при этом сначала ищут диагностикой — без разборки.
Похоже на ваш случай?+375 29 205-33-50Записаться
02
Гидротрансформатор: связь двигателя с коробкой
3 колесас лопатками: насосное, турбинное и реактор
Гидротрансформатор стоит между двигателем и коробкой и работает вместо сцепления. За округлую форму корпуса его называют «бубликом». Усилие от двигателя к коробке в нём передаёт не жёсткое соединение, а масло. Поэтому автомобиль может стоять с включённой передачей и работающим двигателем, а трогается плавно.
Принцип проще всего понять на двух вентиляторах, поставленных друг напротив друга: если включить один, поток воздуха раскрутит второй. В гидротрансформаторе вместо воздуха масло, а вместо вентиляторов — колёса с лопатками:
- насосное колесо вращается вместе с двигателем и разгоняет масло;
- турбинное колесо соединено с входным валом коробки — его вращает поток масла;
- реактор (статор) стоит между ними и разворачивает поток так, что при разгоне усилие на турбине возрастает.
Блокировка
Пока насосное и турбинное колёса вращаются с разной скоростью, часть энергии уходит на проскальзывание и нагрев масла. Чтобы не терять её при равномерном движении, в гидротрансформаторе есть блокировка — фрикционная муфта, которая жёстко соединяет двигатель с валом коробки. Включает её блок управления; на какой передаче и при каких условиях — зависит от коробки.
Накладка блокировки работает на трение и постепенно изнашивается, а продукты износа попадают в масло. Как такой узел восстанавливают, рассказано на странице «Ремонт гидротрансформатора».
Похоже на ваш случай?+375 29 205-33-50Записаться
03
Планетарные ряды: как получаются передачи
В механической коробке водитель рычагом подключает к валу нужную пару шестерён. В автомате передачи получаются в планетарных рядах, а включают их фрикционные пакеты.
Планетарный ряд состоит из трёх элементов с общей осью вращения:
- солнечная шестерня — в центре;
- водило с сателлитами — рамка с малыми шестернями, которые обкатываются вокруг солнечной;
- коронная шестерня — кольцо с внутренними зубьями, которое охватывает сателлиты.
Если к одному элементу подвести вращение, а другой остановить, с третьего снимается вращение с другой скоростью и другим усилием. Если два элемента соединить между собой, ряд вращается как одно целое — это прямая передача. Задний ход получают тем же способом: останавливают другой элемент, и вращение на выходе меняет направление.
В коробке несколько планетарных рядов, соединённых между собой. Их сочетания дают четыре, шесть, восемь и больше ступеней — сколько именно, определяет конструкция коробки.
Похоже на ваш случай?+375 29 205-33-50Записаться
04
Фрикционные пакеты и обгонные муфты включают передачи
Останавливают и соединяют элементы планетарных рядов фрикционные пакеты — фрикционы. Пакет собран из чередующихся дисков: стальных и дисков с фрикционной накладкой. Одни связаны зубьями с барабаном, другие — с соседней деталью.
Пока пакет разжат, диски вращаются независимо. Когда масло под давлением нажимает на поршень, пакет сжимается и передаёт усилие как одно целое. Пакет, который соединяет две вращающиеся детали, называют муфтой; пакет, который останавливает деталь относительно корпуса, — тормозом. В части коробок тормозом служит стальная лента, охватывающая барабан.
Во многих коробках есть и обгонные муфты — механические узлы, которые свободно вращаются в одну сторону и заклинивают в другую. Такая муфта срабатывает сама, без давления масла, и помогает переключениям проходить без рывка.
Как изнашиваются фрикционы
Фрикционные накладки постепенно стираются. Быстрее всего — когда пакет проскальзывает: при нехватке давления, перегреве или на старом масле. Подгоревшие диски уже не держат усилие, и коробка начинает буксовать.
Похоже на ваш случай?+375 29 205-33-50Записаться
05
Масляный насос и гидравлика: коробка работает на давлении
4 задачиу масла в АКПП: передавать усилие, сжимать фрикционы, смазывать и охлаждать
В двигателе масло прежде всего смазывает детали. В автоматической коробке у него больше работы: масло передаёт усилие в гидротрансформаторе, сжимает фрикционные пакеты, смазывает и охлаждает детали. Без давления масла автомат не включит ни одной передачи.
Давление создаёт масляный насос. Как правило, он стоит в передней части коробки, сразу за гидротрансформатором, и приводится от двигателя: двигатель работает — насос качает. Масло насос забирает через фильтр из поддона — нижней части коробки, куда оно стекает, — и подаёт в гидроблок.
Отсюда два простых следствия:
- важен уровень масла: если его мало, насос захватывает воздух, давление падает и фрикционы проскальзывают;
- важно состояние масла: грязное масло забивает фильтр и каналы и ускоряет износ.
При работе масло нагревается, поэтому часть его постоянно проходит через охладитель — отдельный радиатор или теплообменник, связанный с системой охлаждения двигателя. Если теплообменник теряет герметичность, в масло может попасть охлаждающая жидкость — об этом статья «Антифриз в картере АКПП».
Похоже на ваш случай?+375 29 205-33-50Записаться
06
Как гидроблок и соленоиды направляют масло к нужной передаче
Гидроблок — плита с лабиринтом каналов и клапанами. В одних коробках он стоит внизу, над поддоном, в других — сбоку, под отдельной крышкой. Гидроблок получает масло от насоса и направляет его туда, где оно нужно в эту секунду: к определённому фрикционному пакету, в гидротрансформатор, на смазку.
В каналах ходят золотники — клапаны, которые открывают и перекрывают путь маслу и регулируют давление. Золотниками управляют соленоиды — электромагнитные клапаны. По сигналу блока управления одни соленоиды открывают и закрывают канал, другие плавно меняют давление, чтобы пакет сжимался без удара.
Каналы гидроблока узкие, а клапаны подогнаны точно, поэтому узел чувствителен к грязи. Продукты износа, которые приносит масло, оседают в каналах, а золотники и соленоиды изнашиваются и теряют точность. Переключения становятся резкими или запаздывают. При ремонте гидроблок разбирают и промывают — об этом раздел «Гидроблок» на странице «Ремонт АКПП».
Похоже на ваш случай?+375 29 205-33-50Записаться
07
Что решает электронный блок управления АКПП
Электронный блок управления — компьютер коробки. Он решает, какую передачу включить, в какой момент и с каким давлением, и когда заблокировать гидротрансформатор. Команды блок отдаёт соленоидам.
Решения он принимает по сигналам датчиков:
- частота вращения валов коробки — на входе и на выходе;
- температура масла;
- положение селектора — рычага выбора режима;
- данные двигателя: обороты, нагрузка, положение педали газа.
Блок сравнивает то, что должно происходить, с тем, что происходит на самом деле. Если передача включается дольше расчётного, он подстраивает давление. Если видит сбой — например, сигнал датчика вне нормы, — записывает код ошибки, зажигает индикатор на панели и может включить аварийный режим. Это защита: чаще всего коробка остаётся на одной передаче.
Код ошибки показывает, в какой цепи или узле блок заметил отклонение, но причину не называет — её ищут при диагностике.
В одних коробках блок управления стоит отдельно, в других — внутри коробки, на гидроблоке, и работает в масле. Как проявляются неисправности блока и что с ними делают, читайте на странице «Ремонт электронных блоков управления АКПП».
Похоже на ваш случай?+375 29 205-33-50Записаться
08
Что изнашивается в АКПП и как это заметить
По одному признаку узел не назвать: одинаково ведут себя разные неисправности. Причину находят при диагностике АКПП, а ниже — только то, на что стоит обратить внимание.
- 1
Фрикционные диски
Пробуксовка: обороты растут, а автомобиль ускоряется вяло, переключения затягиваются.
- 2
Гидроблок и соленоиды
Чаще всего — толчки, рывки и задержки при переключении передач.
- 3
Блокировка гидротрансформатора
Возможный признак — мелкая вибрация при равномерном движении.
- 4
Сальники и прокладки
Резина твердеет, и масло начинает уходить. Признаки — масляные пятна под автомобилем и падение уровня.
- 5
Насос, втулки и подшипники
Износ даёт утечку давления и посторонний шум. Гул, которого раньше не было, — повод проверить коробку.
- 6
Датчики и проводка
Блок управления получает неверный сигнал. Признаки — ошибка на панели и аварийный режим.
09
Зачем менять масло в АКПП и как за ним следить
Масло в автомате — рабочая жидкость, от которой зависит всё, что описано выше: давление, сцепление фрикционных дисков, охлаждение. Оно стареет: теряет свойства от нагрева и набирает продукты износа. Часть их задерживают фильтр и магниты в поддоне, остальное расходится по гидроблоку и каналам.
Поэтому масло меняют. Как часто — зависит от коробки, условий езды и состояния самого масла; общего для всех интервала нет. Нужна ли замена, если производитель называет масло заправленным на весь срок службы, разбираем в статье «Стоит ли менять масло в АКПП».
За маслом стоит следить и между заменами:
- уровень — его проверяют так, как предусмотрено для конкретной коробки: щупа у многих автоматов нет;
- цвет и запах — тёмное масло с запахом гари обычно говорит о перегреве и износе; что именно изношено, покажет диагностика;
- следы масла под автомобилем — признак течи.
Замена бывает полной — на оборудовании, методом замещения — и частичной, когда обновляется только часть масла. Фильтр меняем при замене масла — там, где он меняется без разборки коробки. Как проходит замена, описано на странице «Замена масла в АКПП».
Похоже на ваш случай?+375 29 205-33-50Записаться
10
Когда пора в сервис
Не откладывайте визит, если коробка переключается с толчками или задержкой, буксует, на панели загорелась ошибка, включился аварийный режим или под автомобилем появились следы масла: чем дольше ездить с неисправностью, тем больше деталей она затронет.
Начинаем с диагностики АКПП — при ремонте она бесплатна; дальше по результату — замена масла или ремонт АКПП с гарантией 6–12 месяцев, срок зависит от вида ремонта. Если автомобиль не едет или ехать на нём рискованно, позвоните: +375 29 205-33-50 или +375 29 627-11-11. При ремонте эвакуатор по Минску — бесплатно.
11 / ВОПРОС — ОТВЕТ
Устройство АКПП: вопросы и ответы
Гидромеханический автомат передаёт усилие через гидротрансформатор, а передачи получает в планетарных рядах, которые включаются фрикционными пакетами. В роботизированной коробке, в том числе DSG, передачи включаются парами шестерён на валах, как в механической, а сцеплением и переключением управляет автоматика. У вариатора ступеней нет: передаточное число меняется плавно — ремнём или цепью между двумя шкивами.
Подробнее об этих коробках — в статьях «Что такое DSG» и «Что такое вариатор».
Гидротрансформатор передаёт крутящий момент от двигателя к коробке через масло и работает вместо сцепления. Благодаря ему автомобиль стоит на месте с включённой передачей и плавно трогается, а толчки от двигателя сглаживаются.
На ходу включается блокировка — муфта, которая жёстко соединяет двигатель с коробкой, чтобы усилие не терялось на проскальзывании.
Гидроблок — это плита с каналами и клапанами, которая распределяет давление масла по узлам коробки. По команде блока управления соленоиды (электромагнитные клапаны) открывают нужные каналы, масло сжимает фрикционный пакет — и включается передача.
От гидроблока зависит, насколько плавно и вовремя переключаются передачи. Узел чувствителен к чистоте масла, поэтому состояние масла прямо влияет на его работу.
Записаться в сервис
При ремонте диагностика бесплатная, эвакуатор по Минску — тоже. Работаем со всей Беларусью. Позвоните или оставьте заявку — перезвоним.
12
Читайте дальше
Автомобиль с АКПП: особенности эксплуатации
Какие привычки водителя продлевают жизнь коробкеЧто такое DSG
Чем роботизированная коробка отличается от автоматаЧто такое вариатор
Как устроена бесступенчатая коробкаРемонт АКПП
Какие узлы ремонтируем и как проходит ремонтВсе статьи об АКПП
Масло, неисправности, коробки AL4 и Aisin