Современная автоматическая коробка передач, безусловно, самый сложный механический компонент в автомобиле. Автоматическая коробка передач содержит механические системы, гидравлические системы, электрические системы и компьютерное управление, все системы работают вместе в полной гармонии, которая протекает практически незаметно, пока не возникнет проблема. Эта статья поможет вам понять какие процессы происходят внутри коробки и что нужно для ремонта в случае поломки.
Эта статья разбита на пять разделов:
Что такое коробка передач в простейшем виде, какова цель коробки передач.
В компонентах передачи описываются общие принципы каждой системы в простых словах, чтобы помочь вам понять, как автоматическая коробка передач работает.
Визуальный осмотр и обнаружение проблем чтобы предотвратить поломку АКПП.
В техническом обслуживании рассказывается о профилактическом обслуживание, это должен знать каждый.
В ремонте описываются виды ремонта, которые обычно выполняются на коробке передач.
Что такое коробка передач?
Коробка передач представляет собой устройство, подключенное к задней части двигателя и передает мощность двигателя к ведущим колесам. Автомобильный двигатель работает наиболее эффективно в определенном диапазоне и функция трансмиссии, чтобы мощность передавалась на колеса, сохраняя при этом работу двигателя в этом диапазоне. Коробка передач делает это с помощью различных комбинаций передач. В первой передаче, обороты двигателя значительно быстрее по отношению к ведущим колесам. В дополнение к передним передачам, трансмиссия также имеет нейтральную позицию, которая отключает двигатель от ведущих колес, и заднюю передачу, чтобы автомобиль двигался назад. Наконец, есть позиция парковки. В этом положен ии, механизм блокирует рулевой механизм, тем самым предотвращая транспортное средство от угона, и включает стояночный тормоз.
Существуют два основных типа автоматических коробок передач в зависимости от того заднеприводный или переднеприводный автомобиль.
На автомобиле с задним приводом, коробка передач, как правило, крепится к задней части двигателя и находится под днищем в центре рядом с педалью газа. Приводной вал соединяет заднюю часть коробки передач с редуктором, который расположен на задней оси и используется для переда чи мощности на задние колеса. Передача мощности в этой системе является простой, от двигателя через гидротрансформатор, а затем через коробку передач, приводной вал, редуктор и на задние колеса.
На переднеприводном автомобиле, в коробку передач, как правило, вмонтирован редуктор. КПП монтируется в боковой части автомобиля с задней части двигателя. Передние мосты подключаются непосредственно к КПП и передачи мощности на передние колеса. Для этой компоновки передача мощности происходит от двигателя через гидротрансформатор АКПП, редуктор далее через валы привода к колесам.
Есть ряд других компоновок, но эти две системы, на сегодняшний день, являются самыми популярными
Коробка передач. Компоненты.
Современная автоматическая коробка передач состоит из многих компонентов и систем, которые предназначены для совместной работы; механические, гидравлические и электрические, которые развивались на протяжении многих лет.
Основные компоненты, входящие в состав автоматической коробкой передач включают в себя:
Планетарные передачи, которые являются механическими системами, обеспечивают различные передаточные числа.
Гидравлическая система, которая использует специальную жидкость отправленную под давлением масляного насоса через клапана для управления муфтами для контроля планетарных передач.
Уплотнители и прокладки используются для предотвращения утечек масла.
Гидротрансформатор, который работает, как сцепление, чтобы автомобиль стоял на месте пока двигатель еще работает.
Контроллер и модулятор, чтобы контролировать скорость и положение дроссельной заслонки.
На новых транспортных средств, движение автомобиля находятся под контролем компьютера, который управляет электрическими соленоидами для перенаправления потока масла в нужный момент.
Планетарная передача.
Автоматические коробки передач содержат много передач в различных сочетаниях. В выборе передач, на механической коробке, при перемещении рычага переключения с одной позиции на другую, шестерня скользить вдоль валов, переключая различные шестерни, чтобы обеспечить правильное соотношение передаточных чисел. В автоматической коробке передач эту функцию берет на себя планетарная передача.
Основными компонентами планетарного ряда являются солнечная шестерня, зубчатый венец и два или более саттелита. Планетарные шестерни соединены друг с другом через о бщий носитель.
Одним из примеров образом, что эта система может быть использована это подключение зубчатого венца к первичному валу, соединяющий центральную шестерню со вторичным валом, и блокировки солнечная шестерня так, чтобы она не могла двигаться. В этом случае, когда мы обращаемся к зубчатому венцу, саттелиты будут «вращаться» по солнечной шестерни (которая является неподвижной), вынуждающие водило повернуть выходной вал в том же направлении, что и входной вал, но с меньшей скоростью, (по аналогии с автомобилем, который двигается на первой передаче).
Если мы разблокируем солнечную шестерню и заблокируем любые два элемента вместе, это вызовет вращение всех трех элементов, с той же скоростью, так что выходной и входной вал будет вращаться с той же скоростью. Это как автомобиль, который находится на третьей или высшей передаче. Еще один способ, который мы можем использовать в функции планетарного ряда, блокируя водило от перемещения, применяя зубчатое колесо, которая заставит солнечную шестерню повернуть в противоположном направлении, что дает нам задний ход.
Иллюстрации справа показывает, как простые системы, описанные выше будут выглядеть в реальной коробки передач. Входной вал соединен с зубчатым венцом (синий), выходной вал соединен с водило (зеленый), который также связан с набором фрикционов. Солнечная шестерня соединена с барабаном (желтый), который также подключен к другой половине набора фрикционов. Ленточный тормоз (красный), который может затянуться вокруг барабана, когда этого потребуется для предотвращения слетания барабана с прикрепленной солнечной шестерни.
Набор фрикционов используется, в данном случае, чтобы зафиксировать водило с солнечной шестерней заставляя оба элемента вращаться с той же скоростью. Если оба пакета сцепления и группы будут освобождены, система будет находиться в нейтральном положении. Включаясь входной вал освободит планетарную передачу от солнечной шестерни, но так как солнечную шестерню ничего не держит, он просто будет свободной и не влияет на выходной вал. Для включения первой скорости, саттелиты неподвижны а солнечная шестерня вращается. Для перехода от первой до повышенной, саттелиты вращаются заставляя выходной вал вращаться с той же скоростью что и входной вал.
Современные АКПП уже имеют до восьми скоростей. Компьютер автомобиля отслеживает и контролирует эти процессы так, что они почти незаметны.
Пакеты сцепления .
Пакет сцепления состоит из чередующихся дисков, которые помещаются в барабан сцепления. Половина дисков из стали и имеют выступы, которые входят в пазы на внутренн ей стороне барабана. Другая половина из фрикционного материала.
Существуют поршни в барабане, который приводится в действие под давлением масла в соответствующее время чтобы выжать пакет сцепления, чтобы эти два компонента контактировали и повернули как единое целое.
Муфты свободного хода .
Муфты свободного хода это устройство, которое позволяет свободно вращаться зубчатому колесу в одном направлении. Этот эффект, как у велосипеда, где педали будут крутить колесо вперед при вращении педалей, при остановке вращения свободный ход и тормозить при нажатии педали назад.
Обычно односторонняя муфта используется на первой передаче. Когда вы начнете разгонятся на первой передаче. Вы когда-нибудь замечали, что происходит, если вы отпустите газ, на первой передаче? Автомобиль продолжал двигаться, как если бы вы были на нейтральной передачи. Когда вы отпускаете газ в этом случае, вы будете чувствовать что двигатель замедляет работу так же, как стандартный автомобиль. Причина этого заключается в том, что в Drive, используются муфты свободного хода в то время пакет сцепления или ленточный тормоз используется на низших передачах
Группы .
Полоса стальной ленты с фрикционного материала, связанный с внутренней поверхностью. Один конец ленты крепится против передачи в то время как другой конец соединен с сервоприводом. В нужное время масло подается на сервопривод под давлением, чтобы затянуть ленту вокруг барабана, чтобы остановить барабан от поворота.
Гидротрансформатор
На АКПП, гидротрансформатор стоит вместо сцепления. Гидротрансформатор позволяет двигателю работать на холостом ходу, когда автомобиль останавливается. Принцип работы гидротрансформатора, как у принимающего вентилятора, который принимает поток воздуха от другого вентилятора который подключен к сети. Если вы будете держать крыльчатку отключенного вентилятора, вы сможете удерживать его от вращения, но как только вы отпустите, он начнет вращаться, пока не раскрутится до скорости включенного вентилятора. Разница с преобразователем крутящего момента в том, что вместо воздуха, он использует масло или трансмиссионную жидкость, чтобы быть более точным.
Гидротрансформатор имеет форму большого пончика (10 «до 15» в диаметре), который установлен между двигателем и коробкой передач. Она состоит из трех внутренних элементов, которые работают вместе для передачи мощности к трансмиссии. Три элемента гидротрансформатора являются насос, турбина, и статор. Насос установлен непосредственно на корпус преобразователя, в свою очередь крепится непосредственно к коленчатому валу двигателя. Турбина внутри корпуса и подключается непосредственно к входному валу коробки передач. Статор крепится к односторонней муфте, чтобы он мог свободно вращаться в одном направлении. Каждый из трех элементов имеют лопасти, чтобы точно направить поток масла через преобразователь
При работающем двигателе, жидкость трансмиссии втягивается в насосную секцию и выталкивается наружу под действием центробежной силы, пока не достигнет секцию турбины, которая запускает его поворот. Жидкость продолжает круговое движение назад, к центру турбины, где она входит в статор. Если турбина движется значительно медленнее, чем насос, жидкость будет вступать в контакт с передней частью статора лопасти которого толкают статор в одну сторону сцепления и предотвращает ее вращение. Жидкость направляется с лопостей статора для повторного ввода насоса тем самым увеличивается крутящий момент. Так как скорость турбины догоняет скорость насоса, жидкость начинает бить лопатки статора на задней стороне вызывая вращение статора в том же направлении что насос и турбина. Так с увеличением скорости, все три элемента начинают вращаться примерно с одинаковой скоростью.
С 80-х, с целью экономии топлива, гидротрансформаторы были оснащены блокировочной муфтой (не показана), которая блокирует турбину к насосу, как только скорость автомобиля достигает примерно 70-80 километров в час. Этими блокировками управляет компьютер.
Гидравлическая система.
Гидравлическая система представляет собой сложный лабиринт проходов и трубок, которые посылает трансмиссионную жидкость под давлением, чтобы функционировали все части трансмиссии и гидротрансформатора. С помощью трансмиссионного масла выполняются все функции АКПП включая: переключение передач, общая смазка и охлаждение деталей АКПП. В отличие от двигателя, который использует в первую очередь для смазки масло, каждый аспект функции передачи, зависят от постоянной подачи жидкости под давлением. Это мало чем отличается от человеческой системы кровообращения (даже жидкость красная), где даже несколько минут работы без давления может быть вредным или даже фатальным для жизни АКПП. Для того чтобы сохранить температурный режим коробки передач, часть жидкости подается через одну из двух стальных труб в радиаторе. Жидкость, проходя через радиатор охлаждается, а затем возвращается в коробку передач., Большая часть компонентов передачи постоянно погружены в трансмиссионное масло, включая фрикционы.
Масляный насос .
Насос трансмиссионного масла (не путать с насосом внутри гидротрансформатора) отвечает за давление масла, которое требуется в коробке передач. Масляный насос монтируется на передней части коробки пере дач и напрямую связано с фланцем на корпусе преобразователя крутящего момента. Насос создает давление постоянно, когда двигатель работает. Масло попадает в насос через фильтр, который расположен в нижней части масляного поддона АКПП и перемещается вверх по трубке прямо в масляный насос. Давление масла контролируется регулятором давления, корпусом клапана и остальными компонентами по мере необходимости.
Корпус клапанов.
Корпус клапанов центр уп равления автоматической коробкой передач. Он содержит лабиринт каналов и проходов, чтобы обеспечить поток гидравлической жидкости для многочисленных клапанов, которые затем активирую соответствующие пакеты сцепления или группы сервоприводов для плавного переключения передач. Каждый из многих клапанов в корпусе имеет конкретную цель и назван соответственно переключаемой передаче. Например 2-3 клапан переключения активирует передачу со 2-ой на третью.
Наиболее важный клапан тот, который осуществляет прямой контроль, это ручной клапан который напрямую связан с ручкой переключения передач и раскрывает различные проходы в зависимости от того, в каком положение рычага переключения передач. Например когда вы размещаете ручку переключения передач в D, , ручной клапан направляет жидкость в пакет сцепления, который активирует первую передачу. он также устанавливает контроль скорости движения транспортного средства и положения дроссельной заслонки, чтобы он мог определить оптимальное время и мощность для переключения 1 — 2 передачи. С компьютерным управлением коробки передач, вы также будете иметь электрические соленоиды, которые крепятся в корпусе клапанов чтобы направить жидкость в соответствующие пакеты сцепления для более точного управления точек сдвига.
Компьютер управления .
Компьютер использует датчики на двигателе и трансмиссии для выявления таких вещей, как положение дроссельной заслонки, скорость автомобиля, обороты двигателя, нагруз ки на двигатель, положение тормозной педали и т. д. контролировать точные точки сдвига, а также плавные или резкие передачи. Как только компьютер получает эту информацию он посылает сигналы в пакет соленоидов. Пакет соленоидов содержит несколько электрически управляемых соленоидов, которые перенаправляют жидкость в соответствующий пакет сцепления или сервопривод для контроля переключения передач. Компьютеризированная коробка передач даже знает ваш стиль вождения и постоянно адаптируется, чтобы переключаться именно тогда, когда вы подумаете об этом.
Компьютерные АКПП также имеют возможность ручного управления при помощи подрулевых переключателей.
Еще одно преимущество этих «умных» передач является то, что они имеют режим самодиагностики, который может обнаружить проблемы на ранней стадии и предупредить вас индикатором на приборной панели. Механик затем может при помощи диагностического оборудования получить коды ошибок и определить где возникла неполадка.
Управляющий клапан, вакуумный модулятор, трос газа.
Эти три компонента играют важную роль в не-компьютеризированной трансмиссий. Они обеспечивают входы смены передач. Управляющий клапан подключен к выходному валу и регулирует гидравлическое дав ление, которое создает скорость автомобиля. Это достигается использованием центробежной силы.
Конечно, скорость транспортного средства не единственная вещь, которая управляет, когда передача должна смениться, также имеет значение нагрузка на двигатель. Чем больше нагрузка на двигатель, тем дольше передачи.
Есть два типа устройств, которые служат для контроля нагрузки на двигатель: трос газа и вакуумный модулятор. Передача будет использовать один или другой элемент. Каждый работает по-своему для контроля нагрузки на двигатель.
Трос газа просто следит за положением педали газа через трос, соединяющий педаль газа с дроссельной заслонкой.
Вакуумный модулятор связан с двигателем при помощи вакуумного шланга. Вакуум создаваемый двигателем реагирует очень точно, при большой нагрузке вакуумное значение большое. Модулятор прикреплен к внешней стороне коробки передач со стороны вала, который проходит через корпус и подключается к дроссельной заслонке в корпусе клапана. Когда двигатель находится под небольшой нагрузкой или без нагрузки, вакуум действует на модулятор, который перемещает дроссельную заслонку в одном направлении, чтобы переключить передачу на более низкую. При увеличении нагрузки на двигатель, вакуум уменьшается который движет клапан в другом направлении переключая передачу на более высокую.
Сальники и прокладки .
Автоматическая коробка передач имеет много уплотнителей и прокладок для управления потоком рабочей жидкости и чтобы предотвратить утечки. Существуют два основных внешних уплотнения: уплотнение передней и задней крышки АКПП. Передняя прокладка герметизирует ту часть, где находится гидротрансформатор. Задняя прокладка удерживает жидкость от утечки со стороны выходного вала.
Сальники, как правило, изготовлены из резины и используется для уплотнения коробки в точках выхода вращающихся деталей, таких как вращающийся вал.
Прокладки используется для герметизации двух стационарных частей, которые скрепляются между собой. Материал прокладочных материалов являются: бумага, пробка, резина, силикон и мягкий металл.
Визуальный осмотр АКПП.
Следите за утечками или пятнами под автомобилем
Если вы заметили красную жидкость под вашим автомобилем, вы должны проверить, что она капает из вашей АКПП или, возможно, из системы рулевого управления (в большинстве в системе усилителя руля также используется трансмиссионная жидкость и утечки могут появиться примерно в тех же областях, как и у коробки передач.) Если все вы видите, несколько капель на земле, вы можете отложить ремонт, но уровень жидкости нужно проверять постоянно. Если уровень жидкости АКПП опустится ниже минимального уровня, то это может привести к серьезному ремонту вашей АКПП.
Проверка жидкости на цвет и запах
Большинство производителей требуют, чтобы вы проверяли уровень трансмиссионной жидкости, когда двигатель автомобиля работает, и на ровном месте. Вытащите щуп из АКПП и проверьте жидкость на цвет и запах. Жидкость АКПП должна быть прозрачного красного цвета, которая выглядит примерно как вишневый сироп от кашля. Если жидкость мутная или грязная, или имеет запах горелого, вы должны проверить АКПП на СТО, где скорее всего, рекомендуют сменить масло. (См. раздел Техническое обслуживание ниже подробности об этой услуге).
Нужно быть внимательным к новым шумам, вибрации и смене поведения АКПП.
В современных коробках передач под легким ускорением передачи меняются плавно и бесшумно. При интенсивном ускорении АКПП должна производить более жесткую передачу. Если АКПП переключается ошибочно или вы слышите шумы при переключении, вы должны проверить коробку немедленно. Если вы вовремя обнаружили неполадку, многие проблемы могут быть решены без дорогостоящего ремонта трансмиссии. Даже если вы не можете позволить себе ремонт, вы должны по крайней мере, проверить АКПП. Мастер может дать вам несколько советов, что делать и не делать, чтобы продлить жизнь АКПП до ремонта.
Техническое обслуживание .
Периодически следует менять трансмиссионное масло. В руководстве пользователя должны быть рекомендуемые интервалы, которые колеблются от 20000 до 100000 километров. Большинство экспертов рекомендуют менять жидкость и фильтр каждые 25000 км.
Мало просто слить масло через сливную пробку. Для того, чтобы проверить отработанную жидкость мастер снимает поддон АКПП. Эту весьма грязную работу не рекомендуется делать своими руками. Когда поддон снят, мастер может проверить наличие металлической стружки и прочего мусора, которые являются индикаторами надвигающихся проблем коробки.
В большинстве случаев, только около половины масла может быть слито. Это потому, что большая часть масла находится в гидротрансформаторе и кулере и не может быть удалена без серьезной разборки. Интервалы замены жидкости основаны на том, что старая жидкость остается в системе.
При обслуживании коробки убедитесь, что для замены вы выбрали правильное масло. Каждый производитель АКПП имеет свои собственные рекомендации для использования конкретной жидкости и внутренние компоненты предназначены для этой конкретной формулы. АКПП не будет работать должным образом или будет переключаться рывками, даже может привести к ремонту из-за неправильной жидкости. В руководстве пользователя укажет вам, какие жидкости требуется использовать. Естественно в инструкции по эксплуатации будут пытаться убедить вас использовать только фирменные жидкости производителя, но они также предоставят вам технические характеристики масла. Если на вторичном рынке продукта указывается, что они соответствуют или превосходят технические характеристики конкретного типа трансмиссионной жидкости, то как правило, этот продукт можно использовать.
Ремонт АКПП.
Корректировки и мелкий ремонт.
Есть несколько проблем, которые могут быть решены с помощью регулировки (простая регулировка может быть сделана без снятия коробки с автомобиля.) или мелкий ремонт. Если АКПП более поздней модели (с компьютерным управлением коробки стали популярными в начале 90-х) не переключает должным образом, то это часто является результатом неправильного сигнала посылаемого на компьютер и из-за неисправного датчика неисправен электромагнитный пакет или из-за плохого соединения. Эти проблемы могут быть исправлены за небольшую плату. На более старых АКПП, не управляемые компьютером, передачи переключаются слишком рано или слишком поздно, то может потребоваться корректировка троса газа. Так как трос газа редко сбрасывает регулировку сам по себе это, как правило, связано с восстановлением после аварии. Если коробка оснащена вакуумным модулятором вместо троса газа, есть корректировки, которые можно выполнить с помощью регулировочного винта (в некоторых конструкциях модулятора). В автомобилях с модуляторами, очень важно, что нет вакуумных утечек и двигатель работает с максимальной эффективностью. Вакуум двигателя очень чувствителен к тому, как работает двигатель. Многие проблемы коробки передач исчезают после настройки двигателя.
Замена сальников и прокладок.
Если вы видите под автомобилем красные пятна масла на земле, вы должны проверить коробку передач на предмет утечек. Мастер поставит машину на подъемник и изучит коробку на наличие признаков утечек масла. Если утечка замечена на любой из внешних уплотнений или прокладок, а АКПП хорошо работает, он, скорее всего, рекомендует сменить сальник или прокладку.
Большинство внешних уплотнений можно заменить не снимая коробки, но если потек передний сальник, то коробку придется снять с автомобиля, чтобы получить доступ к сальнику (такая работа будет стоить дороже).
Капитальный ремонт