Работа двигателей внутреннего сгорания, установленных на современных автомобилях, немыслима без применения коробки передач. Мощность и конструктивные особенности агрегатов не позволяют использовать их при включенном прямом приводе. Задача передач – адаптировать тяговое усилие от маховика двигателя, привести его к необходимым параметрам, посредством изменения скорости и направления вращения. При покупке автомобиля большинство пользователей отдают предпочтение транспортным средствам, оборудованным автоматическими коробками переключения передач.
Особенности и принцип действия автоматических коробок передач
Сделать однозначный выбор в пользу одного из видов коробки сложно, каждая имеет преимущества и недостатки. Определяясь с необходимым выбором трансмиссии, надо учитывать предпочтения и цели, поставленные перед автомобилем.
Основные разновидности автоматов:
Классическая автоматическая коробка передач. Бесступенчатая коробка переключения передач, вариатор. Роботизированная коробка передач.
Поскольку однозначного лидера среди автоматических коробок нет, необходимо рассмотреть каждую.
Классическая автоматическая коробка передач
Основное устройство механизма – гидротрансформатор. Его основная функция состоит в обеспечении плавного хода при переключении передач. Механизм, переключающий передачи, редуктор, имеет различное количество ступеней.
Работа классической коробки автомат:
Турбина, благодаря усилию, полученному от маховика, передвигает масло в коробке. За счет давления масла, ведомая шестерня приводится в действие. Благодаря отсутствию какой-либо связи, их вращение происходит с различными частотами. При передаче усилия на вал автоматической коробки меняются передаточные числа шестеренок. Оптимальная работа мотора обеспечивается муфтами, их проскальзывание при рывках и резких скачках нагрузки, выравнивает усилия. Гидравлическая система осуществляет управление фрикционами, приводит в действие сопряженные шестерни. Давление масла в системе поддерживается насосом. Гидроприводом управляют золотники, перемещающие соленоиды.
Вариатор
Данный тип называется коробкой передач условно, поскольку здесь имеется бесступенчатая трансмиссия. Упрощенно, вариатор можно представить в виде двух шкивов с натянутой цепью или металлическим ремнём между ними. За счет способности сдвигаться и раздвигаться, шкивы меняют передаточные числа.
Роботизированная коробка передач
В конструкцию роботизированной коробки передач входят следующие устройства:
- Механическая часть.
- Сцепление.
- Механизмы переключения (сервоприводы актуаторы).
- Управляющий модуль.
- Различные механизмы снятия показаний.
Важно: Автоматическая коробка передач и робот – это совершенно разные механизмы. Основное отличие роботизированной коробки передач от автоматической заключается в ином принципе построения работы. Робот схож с механикой конструктивно, однако управляет им автоматика. Обобщающий фактор робота с автоматом – сцепление в его оболочке.
Детали и механизмы роботизированной коробки
Коробка робот, по принципу работы схожа с механической коробкой. Её особенность – это наличие двух ведущих валов, находящихся один в другом, и имеющих независимые сцепления. Первичный вал вставлен внутрь внешнего вала. Рассматривая конструкцию коробки с 6-ю ступенями, можно заметить, что шестерни привода передач (2-й, 4-й, 6-й) имеют жесткое крепление на валу, расположенном сверху. Вал, находящийся внутри, соединён с шестернёй реверсной передачи, а также 1-й, 3-й и 5-й передачей. Активация и выключение сцепления, движение синхронизаторов коробки – всё это происходит с помощью сервоприводов, актуаторов.
Компьютер руководит всей системой через блок с микропроцессорами. Процессор – это ключевое звено блока, через которое происходит подключение всех датчиков и систем. Порядок обработки информации, поступающей с датчиков, хранится в постоянном запоминающем устройстве.
Принцип работы
Водитель, включив рычаг переключения, подаёт сигнал о движении. Сначала включается сцепление, посредством актуатора, редуктор начинает вращаться по команде управляющего блока.
Сцепление, расположенное на внутреннем первичном валу, включается первым. При этом актуатор подводит синхронизатор к шестерне первой передачи, она блокируется, что активирует шестерню вторичного вала. Начинается движение автомобиля и плавный набор скорости.
Второй вал и сцепление позволяют сократить переключение передач без повреждения деталей механизма. Принцип заключается в ожидании сигнала о включении следующей передачи, пока работает предыдущая. Второе сцепление, внешний первичный вал и вторая передача включаются сразу по сигналу. Дальнейший процесс предусматривает повторения алгоритма. Благодаря такой схеме, переключение передач сводится к минимальной затрате времени.
Блок управления, на основании данных, полученных от датчиков, выдаёт различные команды для выполнения. Например, снижая скорость или увеличивая нагрузку, передачи переключаются сверху вниз.
Если необходимо задействовать низшую передачу, водитель сигнализирует об этом, воздействуя на датчик, блок трактует это, как отмену всех передач, кроме первой.
Отличительные особенности
Интересно! Каждой коробке передач присущи свои особенности (конструктивные, эксплуатационные и др.). Отличить коробку автомат от робота возможно даже визуально. Садясь в кресло водителя или переднего пассажира, уделите внимание рычагу переключения, кулисе. Наличие в её верхней части положения «P» (паркинг) свидетельствует о том, что на данном автомобиле установлен автомат. В противном случае, положение «P» отсутствует, здесь имеются только обозначения «N» (нейтральное) и «R» (задний ход). По этим признакам можно понять, что перед вами робот.
Конструктивные отличия автомата от робота:
Основная разница заключается в конструктивных особенностях сцепления. Классический автомат предусматривает использование гидротрансформатора. Роботизированная трансмиссия применяет одно-или двухдисковое сухое фрикционное сцепление. В классике используют редукторы планетарных передач, управлять которыми достаточно сложно, не говоря уже о функционировании. Специальный управляющий модуль точно определяет передаточное отношение.
Робот держит шестерни в постоянном зацеплении. Похожий принцип используется в механике, где включение зубчатого зацепления осуществляется специальными муфтами при помощи синхронизаторов, выравнивающих угловые скорости. Потери на трение у гидротрансформатора выше, соответственно классический автомат расходует больше топлива. Плавность хода у автомата значительно комфортней.
При остановке транспортного средства (например, на светофоре), оборудованного роботизированной КПП, кулису коробки необходимо переключить в нейтральное положение. Иначе возможен быстрый износ и выход из строя сцепления.
В сравнении с остальными автоматическими коробками, вариатор вообще не имеет передач. Отсутствие передач и возможности их переключения – главные отличия вариатора от автомата и робота. Изменение передаточных чисел – процесс постоянный. Благодаря этому, обеспечен плавный ход и комфорт при разгоне. Так как нет необходимости переключать передачи, трансмиссия АКПП данного вида работает в режиме максимального крутящего момента и обеспечивает автомобилю хороший разгон. Плавный ход, динамичный разгон и комфорт при езде – это основные показатели, отличающие автомат от вариатора.
Визуально отличить коробку автомат от вариатора практически невозможно, набор режимов на кулисе будет одинаков. Делается это с целью создания удобства при эксплуатации транспортного средства. В случае необходимости пользователь может пересесть авто с трансмиссией другого варианта (автомат, вариатор, робот). При этом он не будет испытывать никакого дискомфорта.
Достоинства и недостатки
Однозначно дать ответ, какая коробка передач лучше, трудно. Вариатор, автомат, робот, каждая из этих трансмиссий имеет свои плюсы и минусы. Определить, какая из них является наиболее подходящим вариантом, можно только после анализа своих требований к автомобилю.
Основные положительные стороны классической автоматической коробки переключения передач:
- удобство механизма переключения передач;
- присутствие ручного режима переключения;
- невозможность перегрузить мотор при неумелом пользовании передачами.
Отрицательные черты механизма в следующем:
- дороговизна в обслуживании автоматической коробки;
- отсутствие возможности буксировать автомобиль;
- повышенное потребление горючего.
Положительные черты бесступенчатой автоматической коробки переключения передач, вариатора:
- низкое потребление горючего;
- бесступенчатый разгон;
- сравнительно малый вес оборудования коробки.
Отрицательными чертами являются:
- шумная работа механизма в целом;
- малая надежность конструкции
- дороговизна обслуживания коробки;
- сложность в ремонте механизма;
- отрицательное влияние динамической манеры вождения.
К плюсам Роботизированная коробка передач можно отнести:
- невысокую стоимость роботизированной коробки передач;
- низкое потребление горючего и смазки (стандартный автомат потребляет в 3-4 раза больше масла);
- простоту конструкции, легкость ремонта робота;
- высокий ресурс сцепления, примерно на 45% выше конкурентов;
- возможность менять режимы управления передачами;
- более быстрые переключения передач.
Минусы механизма:
- дёрганое переключение передач;
- невозможность буксировки;
- езда на роботизированной коробке предусматривает постоянное переключение в нейтральное
- положение рычага передач при остановках на светофорах. Невыполнение данного требования
- быстро изнашивает и выводит из строя механизм сцепления;
- основные неисправности и недостатки робота также связаны с быстрым приходом в негодность сцепления. При появлении характерных толчков, рывков, посторонних звуков необходимо срочно провести диагностику механизма.
Итоги
Однозначного ответа, что лучше, вариатор, автомат, или робот не существует. Если ставить во главу угла надёжность и управление автомобилем, правильней будет использовать классический автомат с гидротрансформатором. Если водителя автомобиля больше интересует скорость переключения передач, простота и практичность конструкции, больше подойдет робот. Плавность хода и комфорт при разгоне будут обеспечены владельцам вариаторов.