0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое связь двигателя с акпп

Для чего в АКПП нужны режимы 1, 2, 3

Сегодня в России многие автомобилисты начинают переходить на транспортные средства, которые оснащены АКПП. Заметим, что такой механизм почти не требует от водителя участия в работе трансмиссии. В Европе такие авто пользуются большим спросом, а классические МКПП уже давно вышли из моды. Но в нашей стране есть и те, кто не принимает новшества.

Когда впервые садишься за руль машины, оснащенной АКПП, замечаешь, что там есть режимы 1, 2, 3. Многие водители ездят и даже не задумываются о том, для чего нужны эти цифры, сегодня мы и рассмотрим детально данный вопрос.

Если подойти к любому автомобилисту и спросить, для чего нужны такие режимы, не каждый сможет дать правильный ответ.

Во время поездки в горы на двух внедорожниках Infinity qx56, которые оснащаются автоматической коробкой передач, ответ был найден. До пункта назначения нужно было проехать несколько крупных перевалов и бесконечные серпантины. Когда впереди ехал автомобиль, наблюдалась очень интересная картина. Дело в том, что на спуске нужно постоянно притормаживать — но это логично, по-другому можно просто укатиться вниз. Во время такого путешествия на склоне можно было заметить, что у финика, едущего впереди, очень редко загораются стоп-сигналы. Машина, при этом, не развивает высокую скорость и замедляется вполне прилично. Первая мысль в такой ситуации — наверно, у друга поломались стоп-сигналы. Переговорили по рации и друг задает странный вопрос — а ты спускаешься с горки не на пониженной передаче? При владении автомобилем с АКПП более 15 лет данный вопрос сильно ввел в ступор. В итоге было решено произвести остановку и обсудить, что это за пониженная передача, и каким образом ее вообще можно включить на автоматике.

По началу статьи не трудно догадаться, что здесь проглядывается некоторая связь с режимами 1, 2, 3. Они и нужны для определенных настроек при передвижении в различных условиях. Все на самом деле очень просто. Когда впереди есть затяжной спуск, многие водители постоянно держат ногу на педали тормоза. Такое воздействие может очень сильно перегревать колодки и тормозные диски. Чтобы не допускать такого, производители решили применять в АКПП режимы, на которых коробка передач не может переключаться выше первой, второй или третьей передачи. Такое введение позволяет производить торможение двигателем.

Например, если впереди предвидится спуск, можно выставить режим 1-2. Двигатель в таких условиях сможет раскручиваться только до 1500 оборотов и не даст автомобилю разогнаться. Естественно, в таком режиме прибегать к педали тормоза нужно будет намного реже. То же касается и ситуаций с подъемами. Можно выставить режим 1-2 и ехать себе спокойно. Коробка не будет переключать выше данных значений, в итоге можно будет без проблем заехать в горку.

Интересно, что многие автовладельцы полагают, что данные режимы предназначены для случаев, когда машина застревает в грязи и нужно как-то выезжать.

Итог. Режимы 1, 2, 3 в автомобилях, оснащенных АКПП, придуманы не просто так. Такое дополнение помогает водителям без труда преодолевать спуски и подъемы, при этом, не нагружая тормозную систему и мотор.

Автоматическая коробка передач

Автоматическая коробка передач (сокращенное название АКПП, обиходное название – коробка-автомат) является самым распространенным устройством изменения крутящего момента, применяемым в автоматической трансмиссии автомобиля. Традиционно автоматической называют гидромеханическую коробку передач.

Автоматическая коробка передач состоит из гидротрансформатора, механической коробки передач и системы управления. На коробках-автоматах, устанавливаемых на переднеприводные легковые автомобили, в конструкцию включены главная передача и дифференциал.

Гидротрансформатор предназначен для передачи и изменения крутящего момента от двигателя к механической коробке передач, а также уменьшения вибраций. Конструкция гидротрансформатора включает насосное, турбинное и реакторное колеса, блокировочную муфту, муфту свободного хода. Гидротрансформатор помещен в собственный корпус.

Насосное колесо соединено с коленчатым валом двигателя. Турбинное колесо связано с механической коробкой передач. Между насосным и турбинным колесами располагается неподвижное реакторное колесо. Все колеса гидротрансформатора оснащены лопастями определенной формы, между которыми предусмотрены каналы для прохода рабочей жидкости.

Блокировочная муфта служит для блокировки гидротрансформатора в определенных режимах работы автомобиля. Муфта свободного хода (другое название — обгонная муфта) обеспечивает вращение жестко закрепленного реакторного колеса в противоположную сторону.

Все конструктивные элементы гидротрансформатора расположены в корпусе, который заполнен специальной рабочей жидкостью ATF (Automatic Transmissions Fluid).

Работа гидротрансформатора осуществляется по замкнутому циклу. От насосного колеса поток жидкости передается на турбинное колесо, далее на реакторное колесо. За счет конструкции лопастей реактора скорость потока усиливается. Поток направляется на насосное колесо и заставляет его вращаться быстрее, тем самым увеличивается величина крутящего момента. Максимальную величину крутящего момента гидротрансформатор развивает на минимальной скорости.

С увеличением частоты вращения коленчатого вала двигателя, угловые скорости насосного и турбинного колес выравниваются, а поток жидкости меняет свое направление. При этом срабатывает муфта свободного хода и реакторное колесо начинает вращаться. Гидротрансформатор работает в режиме гидромуфты (передает только крутящий момент).

Читать еще:  Nissan tiida не заводится двигатель

C дальнейшим ростом скорости происходит блокировка гидротрансформатора, при которой замыкается блокирующая муфта, и передача крутящего момента от двигателя к механической коробке передач происходит напрямую. Гидротрансформатор блокируется практически на всех передачах.

В современных автоматических коробках режим с проскальзывающей муфтой блокировки гидротрансформатора, который предшествует полной блокировке. Режим реализуется при определенных условиях (скорость, нагрузка) во время разгона автомобиля и позволяет снизить расход топлива, обеспечить комфорт при переключении передач.

Механическая коробка передач в составе АКПП служит для ступенчатого изменения крутящего момента, а также обеспечивает движение автомобиля задним ходом. На автоматических коробках, как правило, применяются планетарные редукторы, отличающиеся компактностью и возможностью соосной работы. Механическая коробка передач состоит из нескольких (обычно двух) планетарных редукторов, соединенных последовательно для совместной работы. Объединение планетарных редукторов позволяет обеспечить необходимое число ступеней работы. Современные автоматические коробки выполняются шестиступенчатыми, семиступенчатыми, восьмиступенчатыми (Audi, Bentley, BMW, Chrysler, Jaguar, Lexus) и даже девятиступенчатыми (Mercedes, Land Rover).

Планетарный редуктор в коробке передач состоит из нескольких последовательных планетарных передач, образующих планетарный ряд. Каждая планетарная передача включает солнечную шестерню, сателлиты, коронную шестерню и водило.

Изменение крутящего момента и передача вращения производится при условии блокировки одного или двух элементов планетарного ряда (солнечной шестерни, коронной шестерни, водила). Блокировка коронной шестерни планетарного ряда приводит к увеличению передаточного отношения. Неподвижная солнечная шестерня, наоборот, уменьшает передаточное отношение. Блокировка водило приводит к смене направления вращения.

Блокировку осуществляют соответствующие фрикционные муфты и тормоза (обходное название — фрикционы). Муфта блокирует элементы планетарного ряда между собой. Тормоз удерживает конкретные элементы редуктора за счет соединения с корпусом коробки. В различных конструкциях АКПП используются многодисковые или ленточные тормоза.

Муфты и тормоза замыкаются с помощью гидроцилиндров, которые управляются из распределительного модуля. В конструкции коробки может применяться обгонная муфта, которая удерживает водило от вращения в противоположную сторону.

Таким образом, механизмами переключения передач в автоматической коробке являются фрикционные муфты и тормоза. Работа АКПП заключается в выполнении определенного алгоритма включения и выключения муфт и тормозов.

На современных автоматических коробках передач применяется электронная система управления, которая включает входные датчики, электронный блок управления, распределительный модуль и рычаг селектора.

В системе используются следующие датчики: частоты вращения на входе коробки передач, частоты вращения на выходе коробки передач, температуры рабочей жидкости, положения рычага селектора, положения педали акселератора.

Электронный блок управления коробкой передач обрабатывает сигналы датчиков и формирует управляющие сигналы на исполнительные устройства распределительного модуля. В своей работе электронный блок реализует т.н. программу «нечеткой логики» (fuzzy logic), предусматривающую гибкий алгоритм определения точек перехода на высшую или низшую передачу. Блок управления коробкой передач взаимодействуют с системой управления двигателем.

Распределительный модуль (другое наименование — гидравлический блок) управляет потоками рабочей жидкости и обеспечивает срабатывание фрикционных муфт и тормозов. Он состоит из электромагнитных клапанов и золотников-распределителей с механическим приводом, соединенных каналами и помещенных в алюминиевый корпус.

Электромагнитные клапаны (не очень корректное обиходное название — соленоиды) используются для управления переключением передач (двухпозиционные клапаны) и регулирования давления жидкости (клапаны с широтно-импульсной модуляцией). Работой электромагнитных клапанов руководит электронный блок управления коробкой передач. Золотники-распределители обеспечивают выбор режимов работы и приводятся в действие от рычага селектора.

Циркуляцию рабочей жидкости в автоматической коробке передач осуществляет шестеренный насос с внутренним зацеплением шестерен или лопастной насос. Насос приводится в действие от ступицы гидротрансформатора. Насос составляет основу гидравлической системы коробки передач, в которую кроме него входит гидравлический блок, гидроцилиндры привода муфт и тормозов, трубопроводы.

Охлаждение рабочей жидкости в АКПП производит соответствующая система. Рабочая жидкость может охлаждаться в охладителе (теплообменнике), включенном в систему охлаждения двигателя. Ряд конструкций коробок имеет отдельный радиатор рабочей жидкости.

Непосредственное управление АКПП осуществляется рычагом селектора. Выбор нужного режима работы коробки производится перемещением рычага в определенное положение:

  • Р – режим парковки;
  • R – режим заднего хода;
  • N – нейтральный режим;
  • D – движение вперед в режиме автоматического переключения передач;
  • S – спортивный режим.

На отдельных коробках реализуется т.н. режим «кик-даун» (kick-down), предполагающий резкое ускорение автомобиля путем переключения на пониженную передачу. Необходимость ускорения определяется с помощью датчика положения педали газа.

Некоторые модели автоматических коробок оборудуются функцией ручного переключения передач, т.н. функция Типтроник (Tiptronic).

АКПП в деталях

  • Прочитано: 4161
  • Дата: 7-05-2012, 12:02
  • Печатать

С чего начинается АКПП? С точки зрения предыстории агрегата, реализация идеи АКП стала возможной с изобретением гидродинамического преобразователя крутящего момента (гидромуфты, гидротрансформатора (ГТ), а в народе – «бублика»).

Гидродинамический преобразователь крутящего момента выполняет в гидромеханической коробке передач (ГМП) функцию традиционного сцепления, а также автоматически изменяет крутящий момент в зависимости от нагрузки и частоты вращения колес автомобиля. Гидротрансформатор состоит из двух лопастных машин, которые свободно вращаются относительно друг друга, – центробежного «насосного» колеса, центростремительного «турбинного» и расположенного между ними неподвижного направляющего третьего лопаточного колеса, называемого «реактором». Все лопастные колеса имеют радиально расположенные лопатки. Сам ГТ на 85-90% заполнен специальной рабочей жидкостью.

Читать еще:  Гидравлический акселератор пуска холодного двигателя

«Насос» и «турбина» установлены предельно близко относительно друг друга, а их лопастные колеса имеют оптимальную форму, обеспечивающую непрерывный круг циркуляции рабочей жидкости, а также уменьшение потерь энергии на перетекание жидкости от «насоса» к «турбине». Благодаря этому современный ГТ компактен и имеет минимальные габаритные размеры. Коленчатый вал двигателя через маховик жестко связан с «насосным» лопаточным колесом. А «турбинное» лопаточное колесо связано с ведомым валом. Тем самым в ГТ отсутствует жесткая связь между ведущими и ведомыми элементами, а передача энергии от двигателя к трансмиссии осуществляется потоками рабочей жидкости, которая отбрасывается с лопаток «насоса» на лопасти «турбины».

Таким образом, крутящий момент двигателя передается на «насосное» лопаточное колесо, которое направляет поток рабочей жидкости на «турбинное» колесо. Лопатки расположенного между ними «реактора» помогают вернуть поток жидкости обратно к «насосному» колесу. Для этого они имеют особый профиль, а межлопаточные каналы постепенно сужаются. По этой причине скорость, с которой рабочая жидкость течет по каналам направляющего аппарата, постепенно увеличивается, а сама жидкость с силой выбрасывается из реактора в сторону вращения «насосного» колеса, как бы подталкивая и подгоняя его и тем самым повышая эффективность его работы, а главное – преобразуя крутящий момент. При неизменном режиме работы «насоса» (а значит, и двигателя, ибо «насосное» колесо жестко связано с коленвалом) крутящий момент на выходном валу ГТ увеличивается.

Изменение крутящего момента на «турбине» от значения, равного величине момента на «насосе», до максимального значения происходит бесступенчато и, естественно, автоматически. При небольшом числе оборотов двигателя имеет место значительное отставание частоты вращения «турбины» от частоты вращения «насосного» колеса, или так называемое проскальзывание. (Именно благодаря этому эффекту становится возможной работа двигателя на холостом ходу под нагрузкой, то есть при включенной передаче можно удерживать машину педалью тормоза.) С увеличением частоты оборотов двигателя эффект проскальзывания уменьшается, что можно по аналогии сопоставить с включением сцепления на автомобиле с механической коробкой передач. Таким образом, внутри ГТ происходит бесступенчатое преобразование крутящего момента, благодаря чему достигается плавность хода автомобиля.

Крутящий момент через ГТ подается на входной («турбинный») вал диапазонной коробки, где преобразуется и подается уже на выходной вал коробки. Все это время насос работает с частотой вращения двигателя и создает рабочее давление в гидросистеме коробки (до 30 атм.).

Диапазонная коробка ГМП существенно отличается от обычных МКП тем, что передачи в ней переключаются без разрыва потока мощности с помощью приводимых гидравликой многодисковых фрикционных муфт и ленточных тормозов. За выбор передачи отвечают гидравлический и электронный блоки управления АКП.

Необходимая передача выбирается автоматически – ЭБУ посредством датчиков оценивает динамический фактор (скорость автомобиля и нагрузку на двигатель) и дает команду электрогидравлическим клапанам, управляющим фрикционными муфтами. Тем самым происходит преобразование электрического сигнала в гидравлический, а также регулирование давления в системе.

Современная ГМП легкового автомобиля состоит из основных модулей и нескольких обслуживающих систем:
1. Гидротрансформатор (ГТ). Бесступенчато передает крутящий момент от двигателя на второй модуль (диапазонная коробка).
2. Диапазонная коробка. (В общем-то, как таковая она и есть планетарная коробка передач.) В 99% конструкций в ней используются фрикционные управляющие устройства. Исключение – АКП Honda, в которых используется гидравлическая зубчатая муфта.
3. Гидравлическая распределительная система (в народе – «лабиринт», «муравейник»). Служит для распределения давления к исполнительным органам (гидроклапаны и т.д.) в гидросистеме АКП.
4. Насос. Как и в любой гидросистеме, источник высокого давления. Снабжает гидротрансформатор и гидравлический блок управления рабочей жидкостью и обеспечивает смазку коробки.
5. ЭБУ (ECM, ECU) – электронный блок управления АКП.

Кроме того, выделяют и ряд вспомогательных систем АКП:
– электропроводка;
– контрольные датчики;
– система охлаждения (так как ГТ из-за интенсивного «перелопачивания» и возникающего вязкостного трения может нагреть АКП до 300°С и выше);
– система смазки;
Сюда же можно отнести и рабочую жидкость, ошибочно называемую маслом. Она весьма сложна по составу, ее функция заключается не только в смазке механизма ГМП (содержит антипенные, теплоемкие присадки, ПАВ и др.). Правильное название этой субстанции – ATF (Automatic Transmission Fluid) – «жидкость для автоматических коробок передач».

7-ступенчатая АКП

Для автомобилей B и C-класса с передним приводом и поперечным расположением двигателя

Исключительная надежность, компактность и простота конструкции — ключевые составляющие популярности в массовом сегменте легковых автомобилей

Исключительная надежность, компактность и простота конструкции — ключевые составляющие популярности в массовом сегменте легковых автомобилей

Крупные корпусные детали, получаемые методом высокоточного алюминиевого литья и прецизионной механической обработки

Детали сложной пространственной формы, получаемые методом механической обработки

Детали планетарной зубчатой передачи, получаемые методом зубофрезерования

Читать еще:  Что делать при неисправности двигателя

Тонкостенные детали цилиндрической формы, получаемые методом вытягивания (Flow Forming)

Детали вращения в форме диска, получаемые методом точения

Прямые ступенчатые детали вращения с протяженными отверстиями внутри и шлицами снаружи, получаемые методом точения, фрезерования и глубокого сверления

Детали вращения в форме диска, получаемые методом штамповки

Ключевой элемент управления, состоящий из гидравлических плит, получаемых методом литья и точной мехобработки алюминия, и клапанов, получаемых точением, нанесением гальванического покрытия и шлифовкой

Насос шестеренчатого типа простой и надежной конструкции с высокими показателями производительности

Фильтрующие элементы тонкой очистки низкого давления, получаемые эжекционным литьем пластика и сборкой с фильтрующими материалами

Включает в себя сектор, связанный с селектором АКП, привод, состоящий из рычага, тяги, втулки с клином, механизм стопорения — щеколда, установленная на оси в картере, зубчатый венец механизма блокировки, установленный на выходном валу АКП

О проекте

Инновационная многоступенчатая АКП специально разработана для массового сегмента автомобильного рынка — легковых автомобилей В и С-класса с передним приводом, поперечным расположением двигателя мощностью до 93 кВт и крутящим моментом до 200 Н·м.

АКП построена на основе уникальной запатентованной кинематической схема, которая обеспечивает широкий кинематический диапазон в сверхкомпактных размерах. Взамен традиционного гидротрансформатора для трогания автомобиля используется один из фрикционных элементов управления, а в электрогидравлической системе, отвечающей за переключение передач, используются электромагнитные клапаны с прямым управлением давлением. Все это обеспечивает конструкции простоту, надежность и низкую стоимость.

АКП обладает высокими показателями КПД на всех передачах, что положительно влияет на снижение расхода топлива и способствует уменьшению выбросов вредных веществ в атмосферу — важные параметры современных легковых автомобилей.

Водители оценят впечатляющие ездовые характеристики: комфорт при движении в городском потоке, динамические возможности 7-ступенчатой АКП с быстрыми переключениями и большим диапазоном передаточных чисел.

В 2005 г. маркетинговые исследования выявили постоянный рост спроса на автоматическую коробку передач в РФ, но на автомобильном рынке не были представлены отечественные легковые автомобили с передним приводом и автоматическими коробками передач. Это подтолкнуло команду единомышленников «КАТЕ», вдохновленную идеей создания новой российской АКП и современного производства, к началу работ над инновационной 7-ступенчатой АКП. Перед нашей компанией стояли амбициозные задачи — разработать и производить АКП с достаточно большим числом передач по цене 4-ступенчатого «автомата». Всего за год была разработана рабочая конструкторская документация, произведен поиск и выбор основных поставщиков деталей и узлов первых опытных образцов.

В 2006 г. опытные образцы автоматической коробки передач, получившей индекс KATE FT703, были установлены на стендовое оборудование для отладки работы механических и электрогидравлических систем, а также в автомобили LADA Kalina, на которых были проведены первичные работы по настройке системы управления. Электронный блок управления АКП был также разработан и изготовлен специалистами «КАТЕ» на электронных компонентов, сертифицированных для использования в автомобилестроении. Ускоренные испытания, проведенные в соответствии с требованиями «АвтоВАЗ», подтвердили работоспособность и основные технические характеристики нового изделия. Тем не менее требовалось изготовление второй серии опытных образцов и проведение полного цикла стендовых испытаний, включая ресурсные, климатические и прочие. Ввиду необходимости дополнительной стендовой базы, а также с целью привлечения в проект поставщиков компонентов АКП мирового уровня был выбран инжиниринговый партнер — английская компания RICARDO.

Изготовленные и испытанные в течение 2007 — 2008 гг. опытные образцы второй серии показали высокий технический уровень и успешно прошли техническую экспертизу Porsche Engineering, заказанную альянсом Renault-Nissan-АвтоВАЗ. Работы «КАТЕ»–«АвтоВАЗ» по разработке и интеграции 7-ступенчатой АКП в автомобили LADA было решено продолжить совместно с австрийской компанией AVL, осуществляющей инсталляционные и калибровочные работы для таких ведущих автопроизводителей, как Porsche, Volkswagen, BMW. В результате совместных инжиниринговых работ, а также в тесном сотрудничестве с серийными производителями основных компонентов АКП, была выпущена предсерийная партия коробок передач и проведен комплекс ресурсных пробеговых испытаний в автомобиле. Реальные технические характеристики полностью соответствовали заявленным в техническом задании, АКП была готова к началу работ по подготовке производства.

Параллельно с совместными работами и переговорами с «АвтоВАЗ» также активно ведется работа по диверсификации портфеля заказов на 7-ступенчатую АКП. Интерес к АКП проявляют известные китайские автопроизводители. По их инициативе была проведена серия испытаний в китайском научно-исследовательском центре автомобилестроения CATARC — China Automotive Technology and Research Center, в ходе которых коробка передач испытывалась на стенде, полностью имитирующем движение реального автомобиля по китайскому ездовому циклу, — готовится к введению в КНР в качестве национального стандарта. Результаты подтвердили заявленный функционал, а также устойчивую работу стартового мокрого сцепления при большом числе троганий с места и длительных «ползучих» режимах, имитирующих режимы движения в пробках.

В целом АКП показала высокие значения КПД на всех передачах в широком диапазоне скоростей и рекомендована к дальнейшим испытаниям в составе автомобиля. В настоящий момент ведется подготовка к началу выполнения данных работ.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector