версия для печати  

1. Классический автомат (АТ)

Всегда имеет гидротрансформатор (это устройство похоже на масляную турбину) и набор планетарных и зубчатых механических передач. Передаточное число изменяется давлением масла в Гт и разными соединениями шестерен. Управляется автоматикой.

Типичные режимы на автомате: P – паркинг, N – нейтралка, R – задняя, D – драйв или езда. Переключение между режимами осуществляется с помощью Рычага Выбора Диапазонов (далее РВД).

Автоматическая трансмиссия увеличивает комфортность вождения. Отсутствие необходимости выбора нужной передачи и осуществления переключения передач, позволяет сосредоточиться на вождении, что в сложной дорожной ситуации не помешает даже опытному водителю.

Благодаря наличию гидротрансформатора АКПП создает более благоприятные условия эксплуатации, как для двигателя, так и для ходовой части, что увеличивает их ресурс, а система управления работой автоматической трансмиссии предотвращает возникновение перегрузок двигателя и ходовой части автомобиля из-за ошибок водителя.

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”.

К недостаткам АКПП следует отнести более низкий КПД (из-за потерь в гидротрансформаторе), чем у механической КПП, что увеличивает расход топлива. Хотя это не всегда так.

Современные автоматические трансмиссии в некоторых режимах движения позволяют добиться более высокой экономичности по сравнению с механическими КПП за счет поддержания оптимальных оборотов двигателя и “интеллектуального” управления блокировкой гидротрансформатора.

Другой недостаток - несколько худшие динамические показатели разгона автомобиля с АКПП, чем с механической КПП при прочих равных условиях. Разница не столь велика и для основной массы водителей несущественна.

Ну и, наконец, автомобиль с АКПП нельзя завести иначе как с помощью стартера. Надо отметить, что подавляющее число водителей, имеющих опыт эксплуатации обеих типов трансмиссий, независимо от уровня достатка и опыта вождения отдают безоговорочное предпочтение автомобилям с АКПП.

В последнее время появилось много новшеств для удобства работы с автоматом:

• Адаптивные автоматические коробки передач. Развитие “электронных” АКПП привело к появлению адаптивных коробок передач. Разрабатываемые алгоритмы управления становятся все более интеллектуальными, что приводит к появлению нового качества в тех же самых, с механической точки зрения, трансмиссиях. 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 на автомобиле, но и к повышению его ресурса и экономичности.
• Autostick (Steptronic, Tiptronic). Это система управления работой АКПП, в которой на ряду с автоматическим, предусмотрен и полуавтоматический режим управления, при котором команду на переключение передачи дает водитель, а качество этих переключений обеспечивает система управления. В зависимости от производителя этот режим имеет разные названия (Autostick, Steptronic, Tiptronic), реализуется он только на автомобилях, имеющих электронную систему управления АКПП, и то не на всех. В автомобилях оборудованных такой системой, РВД имеет специальное положение, в котором включается режим Autostick. Относительно этого положения есть два противоположных, не фиксируемых положения РВД. Эти положения имеют обозначения “+”(”Up”) и “-”(”Dn”), соответственно для переключения на более высокую или более низкую передачу. Режим Autostick является скорее полуавтоматическим, чем ручным, т.к. трансмиссионный компьютер, не перестает контролировать действия водителя и не позволит ему, например, тронуться с высшей передачи, или выбрать передачу таким образом, чтобы обороты двигателя превысили допустимые. В остальном же, полная иллюзия механической трансмиссии. По желанию водителя можно перейти и на обычный автоматический режим управления, переведя РВД в положение “D”.
• Режимы - экономичный, спортивный, зимний. Экономичная программа настроена на обеспечение движения с минимальным расходом топлива. Движение автомобиля в этом случае носит плавный, спокойный характер. Спортивная программа настроена на максимальное использование мощности двигателя. Автомобиль в этом случае развивает, по сравнению с экономичной программой, значительно большие ускорения. Зимняя программа осуществляет трогание с места на скользкой дороге. В случае ее действия возможны различные алгоритмы работы АКПП, но, как правило, во всех случаях трогание осуществляется либо со второй, либо с третьей передачи.
• Режим кикдаун (kickdown). Если во время движения нажать до упора педаль газа, то в коробке передач произойдет переключение на одну или две передачи вниз. Этот режим рекомендуется использовать для более быстрого разгона. Обратное повышающее переключение в этом случае может произойти только при достижении двигателем максимальных оборотов. КОРОТКО: Внутри машины находится автомат, который четко переключает передачи в зависимости от количества оборотов.

2. Вариатор (CVT)

Цепь или ремень в нём переброшена между двумя шестернями (ведущей и ведомой), которые состоят из противоположно направленных конусов, которые сдвигаются и раздвигаются и тем самым меняют диаметр шестерни. Диапазон передаточного числа в вариаторах изменяется посредством синхронного изменения диаметров шестерён. По сути дела вариатор обеспечивает бесконечное число передач.

Бесступенчатая передача (вариатор) позволяет выбрать любое передаточное отношение (в ее рабочем диапазоне) и менять его плавно. И это значит, что двигатель может хоть постоянно работать на оборотах максимальной мощности, а необходимое изменение скорости и момента нам обеспечит вариатор.

Конечно, без соответствующей системы управления вариатор мало что даст – ведь в отличие от гидротрансформатора автомата он не меняет передаточного отношения «сам по себе». И «взлет» бесступенчатых трансмиссий, конечно же, не был бы возможен без все тех же успехов в микроэлектронике.

Управляющий компьютер анализирует условия движения, согласовывает действия двигателя и трансмиссии, подбирает оптимальное передаточное отношение, обеспечивает специальные режимы. Например, модную ныне имитацию ступенчатой коробки передач.

Для любителей самостоятельно переключать передачи, предусматривают заранее «предустановленные» передачи (типтроник). То есть вводят в память блока управления несколько передаточных чисел, которые и выбирает водитель.

Типтроник на вариаторе выглядит ещё большей «игрушкой», чем типтроник у «автоматов», поскольку в «автоматическом» режиме вариатора всё равно получается и быстрее и экономичнее. Но здесь уже большую роль играет маркетинг.

Существует и аналог автоматовского кикдауна – происходит резкое увеличение крутящего момента, когда вы, желая ускориться, нажимаете педаль «до упора».

Преимущества вариатора перед «автоматом» - экономия топлива, малая масса и некоторое увеличения динамических параметров. Достигается это, прежде всего тем, что с вариатором двигатель постоянно работает на оборотах максимального крутящего момента. Но именно в этом и заключается одна из проблем вариатора.

Представьте: вы жмёте на «ГАЗ», обороты поднимаются до 3500-4000 и «зависают» на них, чтобы вы не делали – разгонялись, тормозили, или шли с постоянной скоростью. Поскольку передаточное отношение в вариаторе изменяется плавно и постепенно, двигатель не набирает и не сбрасывает обороты (разве, что во время остановки).

Зато нет ни рывков, ни толчков – комфортабельность выше, чем у «автомата». Но представьте, что вы всю поездку слышите лишь однообразное гудение мотора – психологически это выдержать очень тяжело.

Сегодня с этой проблемой борются, изменяя программы управления вариатором. Они позволяют двигателю набирать и сбрасывать обороты (конечно не в полном диапазоне, но всё же), чем и создаётся иллюзия переключающихся передач.

КОРОТКО: два цилиндра с изменяемым диаметром, на которые накинут ремень. Один цилиндр связан с мотором, другой – с колесами. Разгон на вариаторе происходит абсолютно плавно: мотор берет обороты и держит их, а цилиндры, меняя диаметр, заставляют колеса крутиться быстрее и быстрее.

3. Классическая механика (MT)

Коробка передач – это и есть самая настоящая КОРОБКА (в смысле некий корпус, на техническом языке – картер), внутри которой находятся передачи. Каждая передача – это два зубчатых колеса, большое и поменьше.

Если маленькое вращается двигателем, а большое передает вращение колесам, то мы увеличиваем момент (усилие), но уменьшаем скорость. Чем больше первое колесо и меньше второе, тем меньше момент и больше скорость.

Если зубчатые колеса одинаковы, ни момент, ни скорость не меняются. Если больше колесо со стороны двигателя и меньше то, которое со стороны колес, мы увеличиваем скорость, теряя в силе.

Переключая рычагом передачи, мы как раз и выбираем, через какую пару зубчатых колес вращение будет передаваться от двигателя к колесам. Первая передача – самый большой момент на колесах и самая маленькая скорость.

Высшая передача – низкий момент и высокая скорость. Нейтраль – это когда ни через одну из пар вращение не передается. А передаточное отношение и передаточное число показывают, во сколько раз момент и скорость меняются при данной передаче.

КОРОТКО: Дисковое сцепление и набор шестерён, расположение которых (и соответственно крутящий момент) изменяется рычагом КПП. Выбор передачи осуществляется только водителем.

4. Простая роботизированная механика (MTA)

По своему строению – это механика, а по управлению – автомат. Иными словами можно сказать так: это механика, в которой передачи переключает робот (электроника). Соответственно нет педали сцепления и рычаг КПП похож на “автоматовский”. Манера езды та же, что и на автомате, а расход топлива якобы меньше, чем на механике.

Сама коробка весит меньше, чем классический «автомат» и, естественно, меньше стоит. Простой удешевленный робот (Тойота, Опель, Альфа Ромео, Пежо, Сузуки) с одним сцеплением тратит на переключение передачи от 1 до 2 секунд. Есть возможность ручного переключения передач.

КОРОТКО: Принцип такой – внутри автомобиля сидит слепой “дядька”, который переключает механическую КПП так, как ему захочется. Некоторые роботы ездят почти нормально, но только “почти”.

+ Более низкий расход топлива чем в автомате и вариаторе. Не надо часто работать рычагом ВД. Дешевле только механическая коробка передач.

- Отвратительная плавность хода. Динамична только в ручном режиме. Проблемы при езде в горку. Быстрый перегрев сцепления в пробке.

5. Роботизированная механика с двумя сцеплениями

По своему строению – это механика с двумя сцеплениями, а по управлению – автомат. Педали сцепления нет, управляется электроникой. Это, например, DSG на Volkswagen и Audi, иногда ставится на отдельные марки Infiniti, новый Powershift от Ford.

Этот тип трансмиссии пришел из спорта и только потом выродился в простую роботизированную механику с одним сцеплением. Отличается наличием двух сцеплений, одно из которых обслуживает нечётные передачи, а другое - чётные.
Принцип работы: во время езды крутящий момент передаётся по одному сцеплению, т.е. диск сомкнут (допустим, на 1 передаче по первому сцеплению); в то же время второй диск второго сцепления разомкнут, а само сцепление настроено на вторую передачу.

Когда электроника чувствует, что надо переключаться на вторую передачу, то первый диск просто размыкается, а второй синхронно смыкается.

И теперь уже второе сцепление передаёт крутящий момент, а первое сцепление настраивается на 3 передачу и переходит в “ждущий” режим, чтобы в момент надобности подсоединиться. И всё повторяется заново.

Переключение происходит за доли секунды. Таким образом, этот тип трансмиссии сочетает удобство классического автомата и экономичность и динамику МТ. В теории, машина с двухдисковой коробкой разгоняется даже быстрее, чем с простой механикой.

КОРОТКО: Дорого, но технологично…

6. Чем отличаются "гидравлические" и "электронные" АКПП?

Сами АКПП одинаковы как в первом случае, так и во втором. Основное отличие касается системы управления. Систему управления условно можно разделить на три части: формирующую сигналы состояния АКПП и органов ее управления; анализирующую и исполнительную. В случае "гидравлической" АКПП работоспособность всех этих трех частей обеспечивает гидравлика путем формирования соответствующих давлений. В случае же электронной АКПП все сигналы (входные и выходные) формируются электрическим путем, и только в конце цепочки управляющих сигналов используется гидравлика. Кроме того, для анализа поступающей информации и принятия решения используется электронный блок управления (компьютер). Это позволяет сделать систему управления АКПП более гибкой, обеспечивающей недоступные для гидравлической системы управления режимы работы АКПП.

7. Что такое коды?

Здесь речь пойдет об автоматических коробках с электронной системой управления.

Работой "электронных" АКПП управляет бортовой трансмиссионный компьютер, который 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 т.д.), расположенных как в АКПП, так и вне её. Он обрабатывает эту информацию и на основе ее анализа вырабатывает команды (выходные сигналы) исполнительным устройствам в АКПП (соленоидам). Таким образом происходит управление работой автоматической коробкой передач.

Компьютер выполняет также и другую функцию - контроля и диагностики неисправностей. Для всех входных сигналов есть допустимые границы их изменения. Если какой-либо сигнал выходит за допустимые пределы, то компьютер записывает в память некоторую последовательность цифр - код (Diagnostic Trouble Code - DTC), соответствующий данной неисправности.

Кроме того, компьютер контролирует сопротивления выходных цепей (либо токи, протекающие по ним, что одно и тоже). Для них тоже существуют допустимые границы, при выходе за которые в память записывается соответствующий код неисправности. Кроме того, компьютер может сравнивать показания датчиков оборотов входного и выходного вала АКПП, тем самым контролировать передаточное отношение АКПП. Отклонения вычисленного передаточного отношения от заданного является признаком проскальзывания во фрикционных элементах управления АКПП, что также фиксируется соответствующими кодами в памяти трансмиссионного компьютера. К сожалению, функция контроля передаточных отношений реализована далеко не во всех моделях автомобилей.

Для чтения кодов в памяти компьютера требуется специальное диагностическое оборудование - сканер. Сканер позволяет не только считывать коды, но и стирать их, а также с его помощью можно определить показания различных датчиков системы управления АКПП. Процедуру считывания и определения неисправностей по кодам часто называют компьютерной диагностикой.

Что произойдет после того, как в памяти трансмиссионного компьютера появится код неисправности? Это определяется алгоритмом программы, по которой работает компьютер. Реакция управляющей системы неоднозначна. При появлении одних кодов никаких ощутимых изменений в работе трансмиссии не произойдет, а другие коды могут вызвать отсутствие переключений передач. Все зависит от того, в каком контуре системы управления произошел сбой. Одни коды носят информационный характер (например, код "отсоединялась аккумуляторная батарея"), а другие приводят к изменению алгоритма работы системы управления АКПП (например, код "обрыв в цепи соленоида"). В случае возникновения серьезных проблем система управления переходит в режим защиты АКПП. У этого аварийного режима есть разные названия: Limp In, Limp Home, Safe Mode и т.п. Алгоритмы работы системы управления в аварийном режиме во многом определяется моделью АКПП. В некоторых случаях система управления перестает отслеживать качество переключений, и они происходят с "ударами". В других случаях в коробке включается вторая или третья передача, и все переключения передач запрещены.

В некоторых автомобилях аварийный режим сопровождается миганием, либо постоянной индикацией на панели приборов одного из сигналов, связанных с работой АКПП: "Hold", "S", "Check AT", "OD OFF" и т.п. В случае совмещенного моторно-трансмиссионного компьютера этим сигналом может быть "Check Engine", либо символ в виде контура двигателя. Если ни один из этих сигналов на панели не светиться, то это не означает отсутствие в памяти компьютера кодов неисправностей, но если сигнал есть, то есть и коды в памяти компьютера. Аварийный режим не предполагает эксплуатации автомобиля, он служит только для того, чтобы добраться до сервиса и устранить неисправность. Если этого не сделать, то может получиться так, что из-за незначительной, вовремя не устраненной неисправности, выходит из вся АКПП. Надо иметь в виду, что "электронная" коробка, по сути - исполнительное устройство. 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. Проблемы в бортовой электронике приводят к выходу из строя самой коробки, после ремонта которой ситуация наверняка повторится. И так до тех пор, пока не будет устранена причина неисправности электронной части системы управления, которая не всегда находится в самой АКПП.

Как правило, автомобили, поступающие в ремонт, имеют не одну, а целый комплекс неисправностей. Разобраться в этом клубке проблем поможет квалифицированная диагностика. Но не следует ожидать от диагностики чудес, хотя иногда удается быстро устранить проблему и коробка на глазах "оживает". Возможности диагностики имеют объективные ограничения. Компьютерная диагностика далеко не равнозначна для разных типов АКПП. Ее возможности можно оценить, взглянув на полный список кодов для данной модели АКПП. У одних моделей список всех возможных кодов (а значит и контролируемых параметров) состоит из четырех пунктов, а других насчитывает полсотни.