Гидромеханические коробки передач (ГМП)
В США гидромеханическими коробками оборудуют 98% выпускаемых легковых автомобилей, в Японии — 60%, в Германии — 30%.
Несмотря на разнообразие конструкций, установилась общая для большинства ГМП схема. Одним из основных узлов гидромеханической передачи является гидротрансформатор, который служит для автоматического и бесступенчатого изменения крутящего момента двигателя (аналог сцепления в механической трансмиссии). Внутри гидротрансформатора находится три лопастных колеса: насос, соединенный с валом двигателя, турбина и реактор. Во время работы двигателя он полностью заполняется маслом под давлением, которое совершая сложное движение, передает крутящий момент двигателя от насосного колеса на турбину. Второй основной узел гидромеханической передачи — автоматическая механическая передача (собственно коробка передач). Она состоит из планетарного механизма (ряды шестерен), системы управления планетарным механизмом (фрикционные сцепления и тормозные ленты, муфты свободного хода) и системы гидравлического управления. Посредством включения и выключения в определенной последовательности фрикционного сцепления и тормозных лент происходит перераспределение крутящего момента двигателя в планетарном механизме.
Систему управления АКПП условно можно разделить на три части:
- формирующую сигналы состояния АКПП и органов ее управления,
- анализирующую
- исполнительную.
Для осуществления работы гидропередачи применяется масляный насос. Он подает масло в узлы управления планетарным механизмом, в систему гидравлического управления, а также в гидротрансформатор и систему смазки коробки передач.
«Электронные» АКПП
В случае электронной АКПП все сигналы формируются электрическим путем, и только в конце цепочки управляющих сигналов используется гидравлика. Кроме того, для анализа поступающей информации и принятия решения используется компьютер. Это позволяет сделать систему управления АКПП более гибкой, обеспечивающей недоступные для гидравлической системы управления режимы работы АКПП.
Бортовой трансмиссионный компьютер может быть выполнен как в виде отдельного устройства, так и быть совмещен с блоком управления двигателем. В трансмиссионный компьютер поступают сигналы различных датчиков (скорости, угла открытия дроссельной заслонки, положения РВД, температуры масла АКПП и др.). Он обрабатывает эту информацию и вырабатывает команды исполнительным устройствам в АКПП (соленоидам).
Компьютер выполняет и другую функцию — контроля и диагностики неисправностей. В случае возникновения серьезных проблем система управления переходит в режим защиты АКПП. Аварийный режим сопровождается миганием, либо постоянной индикацией на панели приборов одного из сигналов, связанных с работой АКПП. Он не предполагает эксплуатации автомобиля и служит только для того, чтобы добраться до сервиса и устранить неисправность. Проблемы с переключениями передач, плохая динамика, рывки, «удары» могут быть обусловлены как неисправностью самой трансмиссии, так и проблемами с проводкой и датчиками, а также неисправным трансмиссионным компьютером.
Адаптивные автоматические коробки передач
Бортовой компьютер следит за манерой водителя управлять автомобилем, подстраиваясь соответствующим образом под нее. Кроме того, в алгоритм работы такого компьютера заложен учет износа в АКПП фрикционных элементов управления. Все это приводит не только к повышению комфортности поездки, но и к повышению его ресурса и экономичности.
Autostick (Steptronic, Tiptronic)
Это система управления работой АКПП, в которой предусмотрен полуавтоматический режим управления, т.е. команду на переключение передачи дает водитель, а качество этих переключений обеспечивает система управления. Реализуется он только на автомобилях, имеющих электронную систему управления АКПП. РВД здесь имеет специальное положение, в котором включается режим Autostick. Относительно этого положения есть два противоположных, не фиксируемых положения РВД, для переключения на более высокую или более низкую передачу.
Трансмиссионный компьютер при этом не перестает контролировать действия водителя и не позволит ему, например, тронуться с высшей передачи, или выбрать передачу таким образом, чтобы обороты двигателя превысили допустимые. По желанию водителя можно перейти и на обычный автоматический режим управления, переведя РВД в положение “D”.
Положения рычага выбора диапазона
Рычаг выбора диапазона (РВД) работы коробки передач (его еще называют «селектором») имеет несколько положений, которые имеют буквенное и цифровое обозначение. Количество этих положений у разных моделей автомобилей разные, но на всех автомобилях обязательно имеются положения, обозначенные буквами «Р», «R» и «N».
«P» (parking, парковка). Выбирается при длительной стоянке автомобиля. В этом положении РВД в АКПП выключены все элементы управления, а ее выходной вал заблокирован трансмиссионным тормозом, поэтому движение автомобиля невозможно. На этом режиме разрешен запуск двигателя. Двигатель работает на холостом ходу.
«R» (reverse, задний ход). Задний ход. Перевод рычага в положение «R» во время движения может привести к выходу из строя коробки передач и других элементов трансмиссии. В этом положение РВД запуск двигателя невозможен.
«N» (neutral, нейтраль). Используется для буксировки автомобиля. В коробке передач выключены либо все элементы управления, либо включен только один. Механизм блокировки выходного вала при этом выключен, т.е. автомобиль может свободно перемещаться. На этом режиме разрешен запуск двигателя.
Для четырехскоростных коробок передач РВД диапазона имеет, как правило, четыре положения движения вперед: «D», «3», «2» и «1» («L»). Из этих положений запуск двигателя невозможен.
«D» (drive, ехать) — основной режим движения. Он обеспечивает автоматическое переключение с первой по четвертую передачу. В нормальных условиях движения рекомендуется использовать именно его.
«3» — разрешено движение на первых трех передачах. Рекомендуется использовать при движении по холмистой дороге или в условиях частых остановок.
«2» — разрешено движение только на первой и второй передачах. Рекомендуется использовать на извилистых горных дорогах. Переключение на третью и четвертую передачи запрещено.
«1» — разрешено движение только на первой передаче. Этот диапазон позволяет максимально реализовать режим торможения двигателем. Он рекомендуется при движении на крутых спусках.
Оverdrive («OD») означает повышающую передачу. Рекомендуется использовать для размеренной, экономичной езды на магистрали. Часто, чтобы не изменять шкалу диапазонов рычага переключения, включение четвертой (повышающей) передачи осуществляют кнопкой, расположенной на рычаге или на панели приборов.
В настоящее время встречаются увеличенные шкалы диапазонов рычага переключения передач (до семи положений). Это связано с установкой четырехступенчатых, а в последнее время и пятиступенчатых автоматических коробок передач. У всех типов рычагов переключения существуют фиксаторы диапазонов, которые не позволяют случайно перевести рычаг из одного диапазона в другой. Эти фиксаторы исполнены в виде кнопки на ручке рычага или в виде направляющей щели рычага.
На большинстве современных автомобилей с автоматической трансмиссией в систему управления заложено несколько дополнительных программ управления переключением передач. Для их реализации на приборной панели или рядом с рычагом выбора диапазона расположена специальная кнопка или переключатель.
Экономичная программа. Программа настроена на обеспечение движения с минимальным расходом топлива. Движение автомобиля в этом случае носит плавный, спокойный характер.
Спортивная программа. Эта программа настроена на максимальное использование мощности двигателя. Автомобиль в этом случае развивает, по сравнению с экономичной программой, значительно бОльшие ускорения.
Электронные блоки управления часто имеют специальную программу трогания с места на скользкой дороге (зимняя программа). Трогание при этом, как правило, осуществляется со второй, либо с третьей передачи.
Основные достоинства АКПП
- Увеличивается комфортность вождения за счет плавного трогания с места и переключения передач;
- Можно полностью сосредоточиться на вождении, снижается утомляемость водителя;
- Предотвращается возникновение перегрузок двигателя и ходовой части автомобиля из-за ошибок водителя, увеличивается ресурса двигателя;
- Автомобиль с АКПП оборудован системой пассивной безопасности, которая не позволяет завести двигатель в положениях РВД отличных от «P» и «N», а также предотвращает самопроизвольное движение автомобиля при стоянке на неровной площадке, т.к. извлечь ключ из замка зажигания можно только в положении РВД «P»;
- Повышается проходимость по песку, снегу и другим непрочным грунтам благодаря плавному подводу крутящего момента двигателя к ведущим колесам, исключается возможность самопроизвольной остановки двигателя.
- Более низкий КПД, что увеличивает расход топлива;
- Несколько худшие динамические показатели разгона;
- Труднее выбраться враскачку из снега или грязи;
- Невозможность выполнить некоторые приемы активной безопасности (прохождение поворотов в управляемом заносе, силовом скольжении, приемом «газ-тормоз» и др.);
- Сложность устройства и дороговизна ремонта.
Перед тем как завести мотор, проверьте положение селектора. Мотор заведется только в положениях P или N.
В холодное время года, до начала движения переместите РВД во все положения, задерживаясь в каждом из них на несколько секунд. Затем включите один из диапазонов движения, и несколько минут удерживайте автомобиль тормозом, двигатель при этом должен работать на холостых оборотах.
Перед началом движения нажмите на педаль тормоза, переведите РВД в нужную позицию, не нажимая при этом на педаль управления дроссельной заслонкой. После характерного легкого толчка и снижения оборотов холостого хода отпустите педаль тормоза и начните движение, нажимая на педаль газа.
Первое время после начала движения избегайте динамичной езды, пока масло во всех агрегатах не прогрелось до рабочей температуры.
Если вы впервые начинаете ездить на «автомате», постарайтесь подавить некоторые привычки, выработанные на «ручной» коробке передач. Не поддавайтесь искушению вручную включить следующую передачу во время разгона или перейти на нейтраль или пониженную передачу в начале торможения, если только не требуется торможение двигателем. В первые дни привыкания уберите левую ногу подальше от педалей, чтобы инстинктивно не нажать вместо несуществующего сцепления на тормоз.
В городских условиях не пользуйтесь повышающей передачей, т.е. выключите кнопку «OD» или переведите рычаг из положения «OD» в положение «D», а в отсутствие овердрайва из положения «D» в положение «3».
В горных и других тяжелых условиях используйте диапазон «2».
Рычаг выбора диапазона можно переключать на ходу, но не во все положения. Категорически запрещается при движении вперед переводить РВД в положения «Р» и «R». В оба эти положения рычаг можно переводить только при полной остановке автомобиля. Не рекомендуется без крайней необходимости во время движения переводить РВД в положение «N». Если это произошло, сбросьте газ, подождите падения оборотов до значений холостого хода и затем включите «драйв». Во все остальные положения РВД можно переводить во время движения. Единственное ограничение — не превышать допустимые обороты двигателя.
Перевод селектора из положения «3» («D») в положение «2» увеличит эффективность торможения двигателем, принудительно включая пониженную передачу. Перед переводом рычага отпустите педаль акселератора. По мере снижения скорости (не выше 50 км/ч) можно перевести селектор и в положение «1». Не следует ожидать такого же замедления как на механической коробке, так как эффект торможения двигателя сильно ослабляется проскальзыванием гидротрансформатора.
Для быстрого разгона, например, во время обгона также полезно перевести селектор из положения «3» («D») в положение «2». В этом случае следите за показаниями тахометра или спидометра, чтобы не перекрутить двигатель. На тех коробках передач, где имеется такая возможность для этих же целей переключите режим разгона с экономичного на спортивный. Более резкое нажатие на педаль акселератора также приведет к более позднему переключению передач и более эффективному разгону.
Для получения максимальных значений ускорения быстро нажмите до упора педаль газа, затем резко отпустите ее — в коробке передач произойдет переключение на одну или две передачи вниз — режим кик-дауна (kick-down) — и при дальнейшем нажатии автомобиль разгоняется максимально быстро. Обратное повышающее переключение в этом случае может произойти только при достижении двигателем максимальных оборотов. Если отпустить педаль управления дроссельной заслонкой, то коробка передач перейдет в штатный режим работы. Не пользуйтесь кик-дауном без необходимости, чтобы не сокращать ресурс агрегата.
Перед поворотом для увеличения загрузки передней оси и входа в поворот на пониженной передаче воспользуйтесь кик-дауном. Другой вариант — переключить перед входом в поворот селектор КПП в положение «2» или воспользоваться возможностями секвентальных коробок и вручную понизить передачу.
При кратковременных остановках обязательно удерживайте автомобиль нажатием на педаль тормоза, так как машина может тронуться с места даже на холостом ходу — не исключается полностью передача крутящего момента к ведущим колесам. Однако этот эффект можно использовать для медленного маневрирования в ограниченном пространстве.
Переводите рычаг выбора диапазона в «N» только при длительных остановках в уличных пробках в жаркую погоду, для снижения тепловыделения и предотвращения перегрева масла коробке. В остальных случаях это делать не рекомендуется.
Для надежной фиксации автомобиля на стоянке на относительно ровных участках вполне достаточно исправного механизма блокировки выходного вала АКПП (положение «Р»). Но если автомобиль стоит на уклоне, то включение ручного тормоза обязательно. Причем первым необходимо затянуть ручной тормоз и только после этого установить РВД в положение «Р».
На скользкой дороге во время принудительного понижения передачи ведущие колеса могут начать буксовать, что может привести к возникновению заноса. Ничего страшного во время буксования в АКПП не происходит. Повышенное тепловыделение в гидротрансформаторе в этом случае может быть критичным, только если система охлаждения имеет низкую эффективность (радиатор охлаждения АКПП засорен продуктами износа).
Если вы постоянно пользуетесь прицепом, подумайте об установке дополнительного радиатора в систему охлаждения АКПП. В случае полной загрузки автомобиля или буксирования прицепа использование повышающей передачи нежелательно. Лучше это делать на диапазонах «3» или «2». Разгон в таких случаях начинайте на диапазоне «1» и на скорости около 40 км/ч переводите селектор в положения «2», «3» или «D».
Если вы забуксовали в снегу или грязи, то включите режим понижающей передачи «1». Затем, действуя педалью тормоза как сцеплением, т.е. плавно отпуская ее, обеспечьте медленное вращение колес. В точке «зависания» нажмите тормоз, переключите селектор на задний ход и т.д.
При необходимости буксировки автомобиля с АКПП пользуйтесь правилом 50х50: транспортировка на нейтрали («N») на скорости не более 50 км/ч на расстояние не более 50 км. Если двигатель может работать, то лучше включить его. Если нужно перевезти машину на бОльшее расстояние, воспользуйтесь эвакуатором или разъедините трансмиссию.
Не пренебрегайте техническим обслуживанием АКПП: периодически осматривайте ее на предмет течи масла; контролируйте уровень масла и доливайте его; вовремя заменяйте масло вместе с фильтром, причем сторонникам активного стиля вождения лучше делать это чаще, чем указано в инструкциях.
При первых подозрениях на неполадки, сделайте диагностику и, возможно, вы сэкономите много денег. Не доверяйте ремонт «автомата » соседу дяде Васе. Воспользуйтесь услугами специализированных фирм.
