Что такое гидромеханическая коробка передач
АКПП (АКП) — автоматическая коробка переключения передач
АКПП (АКП) — автоматическая коробка переключения передач (автоматическая коробка передач, коробка «автомат») является одним из типов агрегатов, которые используются в устройстве трансмиссии автомобилей и другой техники с ДВС.
Главной задачей автоматической коробки, в отличие от МКПП, является возможность выбора и переключения передач без участия водителя транспортного средства. При этом выбор передачи (передаточного числа) осуществляется в зависимости от целого ряда условий и факторов.
При этом сегодня автоматической трансмиссией в обиходе принято называть любой тип коробок, которые работают по описанному выше принципу (когда переключение передач осуществляется автоматически). Сразу отметим, что называть «автоматом» все без исключения автоматические коробки является ошибкой.Дело в том, что хотя изначально под АКПП следовало понимать исключительно классический гидромеханический «автомат», сегодня автоматической коробкой также называют роботизированные механические коробки передач (РКПП, коробка-робот), а также вариаторную коробку передач (вариатор, CVT).[/do]
Важно понимать, что данные типы коробок (робот и вариатор) сильно отличаются от гидромеханической трансмиссии как по устройству и принципам работы, так и по ресурсу, надежности, техническим характеристикам и т.д.
Автоматическая гидромеханическая коробка передач АКПП: особенности и отличия
Как уже было сказано выше, АКПП отличается от «коробки-робот» и вариаторных коробок CVT. В первом случае роботизированная КПП фактически является механической коробкой передач, в которой реализована возможность автоматизированного переключения передач при помощи электронных и механических устройств.
Коробка вариатор и вовсе не является коробкой передач в буквальном смысле, так как вариаторные КПП изменяют передаточное число плавно (бесступенчато). Другими словами, ступени (передачи) в устройстве такой коробки отсутствуют, а сам вариатор относится к отдельной разновидности бесступенчатых трансмиссий.
Если же говорить о классической гидромеханической коробке «автомат» (гидромеханическая передача), данный тип трансмиссии предполагает саму автоматическую коробку с планетарными передачами, а также гидротрансформатор (ГДТ).При этом гидротрансформатор является обязательным элементом, так как гидромеханическая коробка без данного устройства работать не способна. Отметим, что сам ГДТ не участвует в процессе переключения передач, так как играет роль сцепления, передавая крутящий момент от двигателя на входной вал коробки – автомат.
Также гидротрансформатор гасит вибрации и сглаживает толчки при переходе с одной ступени на другую. Однако с учетом таких особенностей (сочетание механики и гидравлики) под автоматической коробкой передач часто понимают оба данных элемента трансмиссии, то есть саму коробку АКПП и гидротрансформатор.
Преимущества и недостатки АКПП
- Прежде всего, при учете соблюдения всех правил эксплуатации и своевременного обслуживания, ресурс данного типа коробок больше, в среднем, на 30-50%, чем у аналогов.
- Еще гидромеханическая АКПП хорошо сочетается с мощными двигателями, то есть коробка способна выдерживать большой крутящий момент.
- Также следует отметить ремонтопригодность самих коробок «автомат» и гидротрансформаторов, хотя качественный ремонт АКПП все равно остается достаточно дорогим.
На владельцев автомобилей с АКПП с целью продления срока службы агрегата накладываются определенные ограничения. Например, запрет на буксировку автомобиля без вывешивания передних колес со скоростью выше 30-40 км/ч на расстояние больше 50-60 км и ряд других.
Также следует выделить повышенные требования к качеству и свойствам рабочей трансмиссионной жидкости ATF, а также необходимость ее периодической замены (каждые 40-60 тыс. км. пробега).
Отдельно специалисты выделяют проблемы с гидроблоком и клапанами (соленоидами). Узкие каналы гидроплиты в процессе эксплуатации забиваются продуктами износа коробки и различными отложениями, клапана также выходят из строя. В результате это приводит к некорректной работе коробки.Еще на «классических» АКПП, особенно в случае с бюджетными авто, слабым местом является гидротрансформатор, который теряет герметичность и начинает давать течь на относительно небольших пробегах. В таком случае требуется ремонт гидротрансформатора или его замена.
Основные неисправности гидромеханической коробки передач
Гидромеханическая трансмиссия способствует облегчению совершения передвижения. Благодаря гидромеханике передачи переключаются плавно, без рывков. Как правило, гидромеханический вариант трансмиссии встречается на автомобилях, которые отлично подходят для эксплуатации по городу. ГМП (Гидромеханическая передача) может встречаться на общественном транспорте, спецтехнике.
Преимущества гидромеханической коробки
Широкое распространение получили машины, где устанавливается планетарная коробка передач. Она отличается своей компактностью. Имеющиеся здесь комплектующие детали, отличаются своей надежностью, хорошо переносят приходящиеся во время передвижения нагрузки. Следует отметить, что планетарные КПП передают большой крутящий момент. При ее работе отмечается минимальное количество шумов.
В ряде случаев, водители новички без опыта вождения решают сделать выбор в пользу машины, где имеется гидромеханическая коробка. За рулем такого авто можно хорошо сконцентрировать свое внимание на дороге.
Технические характеристики
На машинах, где в качестве трансмиссии выступает автоматический тип КПП, имеется гидротрансформатор (гидравлический механизм). Работа гидротрансформатора позволяет машине преодолевать многие препятствия, которые могут встретиться во время передвижения по пересеченной местности, так как повышается сцепления колес с дорогой. Сам корпус данного устройства дополнен специальным насосным колесом. Старт осуществляется плавно, без рывков. Кроме того, в АКПП имеются фрикционные муфты сцепления.
Работает гидротрансформатор благодаря осуществлению циркуляции масла, которое в его сторону поступает от насосного диска. Переключение скоростных режимов выполняется автоматически. Его основная функция – передача момента силы от двигателя к колесам. Турбина напрямую связана с валом, который имеется на коробке. Помимо насосного и турбинного колеса ГМКП включает реакторное колесо, функция которого заключается в обеспечении усиления крутящего момента. Циркуляция залитого горючего происходит по замкнутому кругу. На продолжительный срок рассчитан блок управления.
Принцип работы на автомобиле с гидромеханической коробки передач заключается в автоматическом преобразовании крутящего момента силовой установки. Когда реактор достигает максимального значения скорости вращения, установленный гидротрансформатор перестает изменять крутящий момент. Это позволяет обеспечить плавный разгон транспортного средства.
При любых проявлениях неисправностей гидромеханического варианта коробки передач, автомобиль следует отправить на профессиональную диагностику в сервисный центр.
Таким образом, гидромеханика облегчает управление транспортным средством. Благодаря работе электроники, быстро осуществляется смена скоростей, повышается комфорт при передвижении, силовой агрегат в меньшей степени подвергается нагрузкам.
Основные неисправности гидромеханической коробки
При сравнении автоматической трансмиссии с гидромеханической коробкой с механической, следует отметить сложность строения и обслуживания первого варианта. Данное устройство теряет свои функции в результате износа ее составляющих комплектующих деталей.
Осмотреть подшипники необходимо, если при наборе оборотов появился характерный звук со стороны коробки. Без переборки гидротрансформатора не обойтись. Выйти из строя подшипники могут после 150000 км пробега, а при аккуратной езде их замена может понадобиться позже.
В случае игнорирования проблем с системой трансмиссии, устройство гидротрансформатор выйдет из строя. В ценовом отношении данный агрегат не является дешевым.
Гидромеханическая коробка передач может преждевременно потерять свою рабочую способность, если система будет испытывать масляное голодание или отмечается чрезмерный ее перегрев. Повышенная температура горючего может быть следствием коробления. Обратить внимание нужно и на износ дисков фрикцион.
Еще одна неисправность, которая может случиться с гидромеханической коробкой — плохая активизация передач, когда происходит передвижение.
Доверить устранение поломок любой коробки передач следует опытным механикам, работающие в сервисном центре. Здесь имеется специальное оборудование, необходимое для ремонта гидротрансформаторов на автомобиле.
Гидромеханическая трансмиссия
2151 ПросмотровИстория создания такого элемента, как гидромеханическая трансмиссия, может использоваться для демонстрации колоссальных усилий со стороны изготовителей, которые постарались на славу и оснастили автомобили дополнительным комфортом. История насчитывает немало попыток от известных разработчиков, направленных на безболезненность переключения передачи, но когда в прошлом веке появился гидротрансформатор, ситуация изменилась коренным образом. Появился новый способ улучшения управления авто.
Преимущества
Гидромеханическая передача способствует оснащению автомобиля рядом хороших свойств.
- Можно легко двигаться с места, визуально момент, в который начинается движение, можно и не уловить.
- Колебания от ударов сбавили темпы воздействия на прочие элементы коробки передач.
- Даже если водитель захочет двигаться на малых скоростях, управление автомобиля будем максимально точное.
- Комфортабельность для водителя после появления этого элемента значительно увеличилась.
Именно гидромеханическая передача позволила пресловутому авто Чайка ГАЗ 13 стать более удобным и комфортабельным для водителя.
Устройство системы
По конструкции такой элемент значительно отличается от традиционной механической КПП.
Устройство имеет три узла:
- блок,
- механизм, используемый для переключения передач,
- гидротрансформатор.
На масло посредством этого элемента оказывается сильное давление, впоследствии воздействуя на лопатки турбины, а затем происходит передача на вал КПП.
Устройство предусматривает наличие еще одного колеса, которое имеет лопатки. Также располагается достаточно важный элемент, аппарат для спрямления – реактор (статор). Имеет вид кольца, оснащенного профилированными лопатками, которые обеспечивают направление.
С самого начала старта авто, когда водитель еще не успевает отпустить педаль тормоза, реактор находится в состоянии блокировки. После отпускания педали этот элемент вместе с турбиной начинает работать. Когда скорость, с которой вращается турбина, достигает 80% от общей скорости колеса насоса, то реактор перестает работать.
Таким образом, гидромеханическая передача на КПП имеет достаточно сложное устройство, однако это делает ее назначение важным для работы автомобиля и комфорта водителя в целом.
Принцип работы: особенности
Коробка передач автомобиля гидромеханического плана имеет принцип действия, который заключается в том, что гидротрансформатор способен выступать как немеханический преобразователь для крутящего момента.
Одна из особенностей действия такой коробки автомобиля – это отсутствие механизма, отвечающего за включение/выключение сцепления.
Перспективы использования
Основным преимуществом такого вида коробки автомобиля является простая работа и устройство. Это связано с большим ресурсом, внимательно подобранными гидравлическими жидкостями, и кроме того, такая коробка прослужит своему владельцу гораздо дольше, нежели какая-то другая.
Благодаря использованию гидромеханической коробки передач, можно уверенно ездить на автомобилях с двигателями высокой мощности и при этом чувствовать себя совершенно безопасно. Есть предположение, что этот элемент если и сможет уйти в небытие, то не ранее, чем сам двигатель внутреннего сгорания.
Гидромеханические коробки передач
Основным неудобством при использовании механических ступенчатых коробок передач является то, что водителю для переключения передач постоянно приходится нажимать на педаль сцепления и перемещать рычаг переключения передач. Это требует от него затрат значительных физических сил, особенно в условиях городского движения или при управлении автомобилем, работающим с частыми остановками. Для устранения таких неудобств и облегчения работы водителя на легковых, грузовых автомобилях и автобусах все более широкое применение получают гидромеханические коробки передач. Они выполняют одновременно функции сцепления и коробки передач с автоматическим или полуавтоматическим переключением передач. При гидромеханической коробке передач управление движением автомобиля осуществляется педалью подачи топлива и при необходимости тормозной педалью.
Гидромеханическая коробка передач состоит из гидротрансформатора и механической коробки передач. При этом механическая коробка передач может быть двух-, трех- или многовальной, а также планетарной.
Гидромеханические коробки с вальными механическими коробками передач применяются главным образом на грузовых автомобилях и автобусах. Для переключения передач в таких коробках используются многодисковые муфты (фрикционы), работающие в масле, а иногда – для включения низшей передачи и заднего хода – зубчатая муфта. Переключение передач фрикционами происходит без снижения скорости вращения коленчатого вала двигателя, т.е. бесступенчато – без разрыва передаваемых мощности и крутящего момента.
Гидромеханические коробки с планетарными механическими коробками передач получили наибольшее распространение и применяются на легковых, грузовых автомобилях и в автобусах.
Их преимущества: компактность конструкции, меньшие металлоемкость и шумность, больший срок службы.
К недостаткам относятся сложность конструкции, высокая стоимость, пониженный КПД.
Переключение передач в этих коробках производится при помощи фрикционных муфт и ленточных тормозных механизмов. При этом при включении одной передачи часть фрикционных муфт и ленточных тормозных механизмов пробуксовывает, что также снижает их КПД.
Гидротрансформатор
Гидротрансформатор (рисунок 1) представляет собой гидравлический механизм, который размещен между двигателем и механической коробкой передач. Он состоит из трех колес с лопатками – насосного (ведущего), турбинного (ведомого) и реактора. Насосное колесо 3 закреплено на маховике 1 двигателя и образует корпус гидротрансформатора, внутри которого размещены турбинное колесо 2, соединенное с первичным валом 5 коробки передач, и реактор 4, установленный на роликовой муфте 6 свободного хода. Внутренняя полость гидротрансформатора на 3/4 своего объема заполнена специальным маслом малой вязкости.
Рисунок 1 – Гидротрансформатор
а – общий вид; б – схема; 1 – маховик; 2 – турбинное колесо; 3 – насосное колесо; 4 – реактор; 5 – вал; 6 – муфта
При работающем двигателе насосное колесо вращается вместе с маховиком двигателя. Масло под действием центробежной силы поступает к наружной части насосного колеса, воздействует на лопатки турбинного колеса и приводит его во вращение. Из турбинного колеса масло поступает в реактор, который обеспечивает плавный и безударный вход жидкости в насосное колесо и существенное увеличение крутящего момента. Таким образом, масло циркулирует по замкнутому кругу, обеспечивая передачу крутящего момента в гидротрансформаторе.
Характерной особенностью гидротрансформатора является увеличение крутящего момента при его передаче от двигателя к первичному валу коробки передач. Наибольшее увеличение крутящего момента на турбинном колесе гидротрансформатора получается при трогании автомобиля с места. В этом случае реактор неподвижен, так как заторможен муфтой свободного хода. По мере разгона автомобиля увеличиваются скорости вращения насосного и турбинного колес. При этом муфта свободного хода расклинивается, и реактор начинает вращаться с увеличивающейся скоростью, оказывая все меньшее влияние на передаваемый крутящий момент. После достижения реактором максимальной скорости вращения гидротрансформатор перестает изменять крутящий момент и переходит на режим работы гидромуфты. Таким образом происходит плавный разгон автомобиля и бесступенчатое изменение крутящего момента.
Гидротрансформатор автоматически устанавливает необходимое передаточное число между коленчатым валом двигателя и ведущими колесами автомобиля. Это обеспечивается следующим образом: с уменьшением скорости вращения ведущих колес автомобиля при увеличении сопротивления движению возрастает динамический напор жидкости от насоса на турбину, что приводит к росту крутящего момента на турбине и, следовательно, на ведущих колесах автомобиля.
Планетарная коробка передач
Планетарная коробка передач включает в себя планетарные механизмы. В простейшем планетарном механизме (рисунок 2) солнечная шестерня 6, закрепленная на ведущем валу 1, находится в зацеплении с шестернями-сателлитами 3, свободно установленными на своих осях. Оси сателлитов закреплены на водиле 4, жестко соединенном с ведомым валом 5, а сами сателлиты находятся в зацеплении с коронной шестерней 2, имеющей внутренние зубья.
Рисунок 2 – Планетарный механизм
1 – ведущий вал; 2 – коронная шестерня; 3 – сателлиты; 4 – водило; 5 – ведомый вал; 6 – солнечная шестерня; 7 – тормоз
Передача крутящего момента с ведущего вала 1 на ведомый вал 5 возможна только при заторможенной коронной шестерне 2 при помощи ленточного тормоза 7. В этом случае при вращении шестерни 6 сателлиты 3, перекатываясь по зубьям неподвижной шестерни 2, начнут вращаться вокруг своих осей и одновременно через водило 4 будут вращать ведомый вал 5. При растормаживании шестерни 2 сателлиты 3, свободно перекатываясь по шестерне 6, будут вращать шестерню 2, а вал 5 будет оставаться неподвижным.
На рисунке 3 приведена схема гидромеханической коробки передач, которая состоит из гидротрансформатора, трехвальной двухступенчатой механической коробки передач и системы управления. Наличие двухступенчатой механической коробки передач увеличивает диапазон регулирования крутящего момента.
Рисунок 3 – Схема гидромеханической коробки передач
1, 6, 7, 9, 10, 11, 13 – шестерни; 2, 3, 17 – фрикционы; 4 – муфта; 5, 12, 19 – ведомый, промежуточный и ведущий валы; 8 – регулятор; 14, 15 – насосы; 16 – коленчатый вал; 18 – гидротрансформатор
Гидромеханическая коробка передач включает ведущий 19, ведомый 5 и промежуточный 12 валы с шестернями, многодисковые фрикционные сцепления 2, 3, 17 (фрикционы) и зубчатую муфту 4 с приводом. К системе управления относятся передний 15 и задний 14 гидронасосы и центробежный регулятор 8, который воздействует на фрикционы 2, 3, 17, обеспечивающие переключение передач.
В нейтральном положении все фрикционы выключены, и при работающем двигателе крутящий момент на вторичный вал 5 не передается. На I (понижающей) передаче системой управления автоматически включается фрикцион 2. При этом ведущая шестерня 1, свободно установленная на ведущем валу 19 коробки передач, блокируется валом, а зубчатая муфта 4 устанавливается вручную в положение переднего хода с помощью дистанционной системы управления. Крутящий момент на I передаче от гидротрансформатора передается через фрикцион 2, шестерни 1, 13, 11, 10 и зубчатую муфту 4 на ведомый вал 5 коробки передач.
При разгоне на I передаче, когда гидротрансформатор автоматически осуществляет заданный диапазон регулирования крутящего момента, скорость возрастает до оптимального значения для переключения на II передачу. В этом случае центробежный регулятор 8 дает сигнал на включение фрикциона 3 и отключение фрикциона 2.
Автоматическая система управления обеспечивает включение II (прямой) передачи, при этом крутящий момент от первичного вала 19 коробки передач передается через фрикцион 3 непосредственно на вторичный вал, и скорость автомобиля возрастает до значения, определяемого диапазоном регулирования гидротрансформатором.
Гидромеханическая коробка передач на автомобилях
На рисунке 4 представлена двухступенчатая гидромеханическая коробка передач легкового автомобиля. Она состоит из гидротрансформатора 1, механической планетарной коробки передач с многодисковым фрикционом 3 и двумя ленточными тормозными механизмами 2 и 4 и гидравлической системы управления с кнопочным переключением передач. Кнопки соответственно означают: нейтральное положение, задний ход, I передача и движение с автоматическим переключением передач. В двухступенчатой механической коробке передач имеются два одинаковых планетарных механизма 5 и 6.
Рисунок 4 – Гидромеханическая коробка передач легкового автомобиля
1 – гидротрансформатор; 2, 4 – тормозные механизмы; 3 – фрикцион; 5, 6 – планетарные механизмы
В нейтральном положении фрикцион 3, а также тормозные механизмы 2 и 4 выключены. Трогание автомобиля с места происходит при включенной I передаче. В этом случае масло под давлением поступает в цилиндр тормозного механизма 2, лента которого затягивается, и солнечная шестерня планетарного механизма 6 останавливается.
Если включена кнопка «Движение», то при разгоне автомобиля происходит автоматическое переключение на II передачу, что обеспечивается одновременным выключением тормозного механизма 2 и включением фрикциона 3. В этом случае планетарные механизмы 5 и 6 блокируются и вращаются как одно целое.
Для движение автомобиля задним ходом включается только тормозной механизм 4.
"Питер - АТ"
ИНН 780703320484
ОГРНИП 313784720500453
Новости
-
Отзывы о Питер-АТ
Спасибо нашим клиентам за отзывы о нас:
-
Акция на ремонт вариаторных трансмиссий
-
Замена масла в двигателе в подарок
При замене масла в АКПП замена масла в двигателе бесплатно! -
Клиенту на заметку
-
Контрактные АКПП в СПб
