Як працює коробка-автомат: конструкція АКПП
Як відомо, трансмісія буває механічною та автоматичною, причому існують різні види та типи МКПП та АКПП. При цьому важливо розуміти, що в залежності від коробки та приводу (монопривід або повний привід) безпосередньо залежатиме економічність, розгінна динаміка, прохідність, керованість, а також цілий ряд інших параметрів, показників і характеристик автомобіля.
Завдяки тому, що в сучасних авто використовуються передові технології, вибором багатьох водіїв стає коробка автомат. При цьому АКПП все одно не вдається витіснити традиційну механіку, тому що багато хто вважає машини з механічною коробкою не тільки дешевшими, але й простими, а також надійними.
Однак новачкові без досвіду буває досить складно зробити вибір, оскільки часто аргументи на користь МКПП і відмова від автоматичної коробки передач ґрунтуються не на особистому досвіді. Далі ми докладніше розглянемо конструкцію АКПП, також як працює АКПП.
Як працює автоматична коробка передач автомобіля
Отже, перш ніж говорити про те, що таке трансмісія автомат, як працює даний тип коробок і яка їх надійність і ресурс, відразу зазначимо, що даний тип КПП зустрічається на важких позашляховиках та іншій техніці, розрахованій на важкі умови експлуатації. Іншими словами, це вже можна вважати вагомим аргументом.
Ідемо далі. Конструктивні особливості АКПП та принцип її роботи більшою чи меншою мірою відрізняються від механічних коробок передач. Коробка-автомат, як і інші типи трансмісій, виконує завдання зміни крутного моменту, і, відповідно, швидкості руху транспортного засобу. При цьому все відбувається автоматично, тобто, без участі водія.
Також АКПП дозволяє "від'єднати" двигун від трансмісії (нейтральна передача). При цьому серед різних автоматів можна виділити гідроавтомат (гідромеханічну ступінчасту АКПП), безступінчасті варіатори та роботизовані коробки передач з одним (типу АМТ) та двома зчепленнями (типу DSG).
Цілком логічно, що будь-яка автомат-коробка буде складнішою за механіку, проте це не означає, що такий тип КПП помітно програє опоненту. Більше того, інформація про низьку надійність автоматичних коробок не поширюється на всі автомати. Також часто виною передчасних поломок АКПП стає не сам агрегат, а власник, який практикує порушення правил експлуатації та обслуговування.
Для простоти розуміння, тобто який принцип роботи автоматичної коробки, слід розглянути гідромеханічний ступінчастий автомат. Цю КПП можна розділити на три складові елементи:
- Гідравліка;
- Механіка;
- Електронне керування.
Механічна частина є планетарним рядом (планетарна передача), тобто фізичними щаблями (швидкостями). Гідравліка в АКПП здійснює передачу крутного моменту, а також за рахунок рідини ATF реалізовано перемикання передач шляхом її впливу на виконавчі механізми.
Електроніка тісно інтегрована в ЕСУД автомобіля, фактично керує роботою гідравлічної системи, перерозподіляє потоки трансмісійної рідини, відповідає за вибір режимів АКПП тощо.
Перетворення крутного моменту ДВЗ та його передача на коробку відбувається за рахунок гідротрансформатора («бублик» АКПП). Якщо просто, ГДТ є гідромуфтою та виконує завдання зчеплення за аналогією з МКПП. При цьому жорсткого зв'язку між АКПП і ДВЗ немає, оскільки крутний момент передається через рідину, яка з лопаток насоса відкидається на лопаті турбіни.
Планетарний ряд схожий на пакети шестерень у МКПП, тобто поступово змінює передатне відношення до АКПП. Фрикціони АКПП є механізмами, що здійснюють перемикання передач.
Управління коробкою автомат здійснюється у гідроблоці, який є клапанною плитою. Якщо просто, гідроблок є системою каналів з клапанами (соленоїдами) і плунжерами, а також датчиками.
ЕБУ АКПП отримує сигнали від датчиків, враховується швидкість руху ТЗ, навантаження на ДВЗ, ступінь відкриття дросельної заслінки та положення педалі газу тощо. Потім формуються керуючі сигнали, що посилаються на соленоїди. Спрацьовування клапанів за командою ЕБУ дозволяє перерозподіляти рідину в гідроблоці і цим впливати на фрикціони. Результат – автоматичне, швидке, плавне та своєчасне перемикання передач.
Що стосується варіаторів CVT і роботів DSG, у варіатора основною відмінністю від «класичної» АКПП, розглянутої вище, є відсутність фізичних ступенів (передач) у самій коробці, при цьому також є гідротрансформатор та гідроблок.
На DSG і аналогах конструкція самої коробки більше нагадує МКПП, немає гідротрансформатора, але є гідроблок (мехатронік). Інакше кажучи, використовуються різні комбінації тих чи інших рішень.
Зазначимо, що найбільш наближеним до МКПП за конструкцією та найменш комфортним при їзді є лише звичайний робот АМТ, який фактично можна вважати автоматизованою механікою (перемикання передач та керування роботою зчеплення реалізовано за допомогою окремих сервомеханізмів).
Переваги та недоліки АКПП
З урахуванням особливостей конструкції стає зрозуміло, що автомат будь-якого типу є складнішим, ніж МКПП. Таку коробку дорожче обслуговувати та ремонтувати.
На водія у межах експлуатації додатково накладаються певні обмеження. Наприклад, потрібно дотримуватись чітко прописаних правил за необхідності відбуксувати авто з АКПП без вивішування провідних коліс.
Також в автоматах потрібно частіше міняти масло та масляний фільтр АКПП (крім роботів АМТ), необхідно використовувати дорогі трансмісійні рідини, своєчасно проводити адаптацію та регулярно робити комп'ютерну діагностику АКПП тощо.
Ще автоматичні коробки досить критичні до високих навантажень, «бояться» різких стартів, пробуксувань, буксирування причепів та важких вантажів, постійної їзди на високих обертах двигуна тощо. Що стосується ресурсу, цілком можливі збої в роботі електроніки, сервомеханізми, що виходять з ладу, проте самі коробки дуже надійні.
На практиці, за умови дотримання всіх правил і рекомендацій щодо обслуговування та експлуатації, АКПП може пройти без ремонту стільки ж, скільки і МКПП.
Додамо, що часто наявність автомата дозволяє паралельно збільшити ресурс двигуна автомобіля, так як АКПП зводить до мінімуму ударні навантаження, виключає неправильно обрану передачу, яка не відповідає тим чи іншим умовам (швидкості, оборотам і т.д.).
Однак основним плюсом є підвищений комфорт та простота керування авто з автоматичною коробкою, також машину з АКПП можна вважати безпечнішою (водій не відволікається на перемикання передач).
Що в результаті
Як видно, АКПП різних видів активно використовуються на легкових авто, вантажівках, повнопривідних і моноприводних машинах, а також інших типах колісної техніки. Якщо порівнювати механіку та автомат, з одного боку, водій на автомобілі з механічною коробкою перемикання передач може повністю контролювати автомобіль, самостійно підбирати передачі з урахуванням тих чи інших умов, активно задіяти весь потенціал двигуна тощо.
Також МКПП досить витривала, тобто машину можна використовувати у важких умовах. Єдиним мінусом є втрата комфорту, оскільки окрім контролю за дорогою, водій також повинен постійно вичавлювати зчеплення, перемикати передачі під час їзди тощо.
У свою чергу, автомат дорожчий за всі пункти, може виявитися менш надійним, не зовсім підходить для постійного агресивного використання, проте така АКПП забезпечує максимальний комфорт та підвищує безпеку, захищає двигун від сильних навантажень, виключає часті помилки водіїв-новачків.
Насамкінець додамо, що сучасні АКПП зазвичай мають режим ручного перемикання передач (Типтронік) та велику кількість додаткових режимів (зимовий, спортрежим «S» на АКПП, економічний режим «еко» тощо).
Іншими словами, якщо порівнювати можливості МКПП та автоматичних трансмісій, коробку-автомат на багатьох машинах можна вважати добре адаптованою до різних умов, чого на практиці цілком достатньо не тільки для повсякденної експлуатації, але й у разі виникнення позаштатних ситуацій (бездоріжжя, ожеледиця, складні умови на дорозі).
