Трансмиссия гидромеханическая что это такое тойота

Добавил пользователь Алексей Ф.
Обновлено: 19.09.2024

Под термином трансмиссия понимают все механизмы, установленные между маховиком двигателя и ведущими колесами. Обычно трансмиссия с автоматической коробкой передач включает в себя: гидротрансформатор, коробку передач, шрусы или карданную передачу, раздаточную коробку, главную передачу, дифференциал и полуоси. Как правило, картер трансформатора прикручивается к картеру коробки или они имеют единый общий картер. Гидротрансформатор осуществляет связь двигателя с коробкой передач, и частично его функции схожи с функциями сцепления.

В случае использования автоматической коробки передач решение о переключении, а также его качество, принимается и обеспечивается системой управления. Это в значительной мере облегчает процесс управления транспортным средством, делает его менее трудоемким, особенно, в условиях плотных городских потоков.

В настоящее время имеются два типа гидродинамических передач: гидромуфта и гидротрансформатор.

Гидромуфта - самый простой элемент гидропривода. Ее отличительная особенность заключается в том, что крутящий момент на ведущем валу гидромуфты всегда равен моменту на выходном валу. Конструкция гидромуфты очень проста. Она состоит из насосного и турбинного колес примерно одинаковой конструкции, находящихся в заполненном маслом картере (рис.1а и 1б).

При вращении насосного колеса масло под воздействием центробежной силы начинает двигаться по направляющим лопаткам к периферии, приобретая при этом кинетическую энергию. Из насосного колеса оно попадает в турбинное колесо, где при соприкосновении с лопатками турбины отдает ему часть своей энергии, приводя его, тем самым, во вращение.

При быстром вращении насосного колеса масло совершает сложное движение, состоящее из переносного и относительного движений. Первое возникает за счет вращения масла вместе с насосным колесом. Второе определяется перемещением масла вдоль насосного колеса к периферии. Относительное движение вызвано действием центробежных сил, возникающих в масле в результате вращения вместе с насосным колесом (рис.2). В результате на выходе из насосного колеса абсолютная скорость потока масла определяется векторной суммой скоростей переносного и относительного движений (рис.3). Часть энергии потока масла, определяемая его переносной скоростью отдается через лопатки турбинному колесу.

Гидротрансформатор. Принцип действия гидротрансформатора (трансформатора) такой же, как и гидромуфты. Те же самые относительное и переносное движения масла. Но для увеличения крутящего момента на выходном валу трансформатора введен дополнительный элемент – реакторное колесо (реактор, иногда статор). Реактор устанавливается между выходом из турбины и входом в насосное колесо (рис.4), и предназначен для направления потока масла, выходящего из турбинного колеса, таким образом, чтобы его скорость совпадала с направлением вращения насосного колеса. В этом случае неизрасходованная в турбинном колесе энергия масла используется для дополнительного увеличения частоты вращения насосного колеса, что соответствующем образом увеличивает кинетическую энергию масла. Следствием этого является увеличение крутящего момента на валу турбинного колеса, по сравнению с моментом, подводимым к насосному колесу от двигателя. Следует отметить, что соотношение моментов на насосном и турбинном колесах определяется отношением угловых скоростей этих элементов. Максимальное увеличение крутящего момента происходит при полностью остановленной турбине. Такой режим работы трансформатора называется стоповым . Современные трансформаторы имеют коэффициент трансформации момента на стоповом режиме 2,0-2,5. Под термином “коэффициент трансформации” понимается отношение момента, развиваемого турбинным колесом, к моменту на насосном колесе.

Затем, в процессе увеличения частоты вращения турбинного колеса, происходит снижение эффективности работы реактора, и крутящий момент на валу турбинного колеса уменьшается. Это вполне объяснимо, поскольку, чем выше частота вращения турбинного колеса, тем меньше влияние переносной скорости потока масла на лопатки этого колеса. В момент, когда частота вращения турбины составит приблизительно 85% частоты вращения насосного колеса, реакторное колесо, благодаря муфте свободного хода, теряет связь с картером трансмиссии и начинает свободно вращается вместе с потоком, не воздействуя на него. В результате этого трансформатор переходит в режим работы гидромуфты, коэффициент трансформации которой равен 1.

Трансформатор обладает несколькими благоприятными свойствами. Его установка приводит к плавному изменению крутящего момента, нагружающего трансмиссию, что увеличивает долговечность агрегатов трансмиссии и снижает затраты на ее ремонт. Плавное изменение крутящего момента самым благоприятным образом сказывается при движении по слабонесущим грунтам и скользкой дороге (лед, снег), поскольку в этом случае снижается вероятность срыва грунта и буксования ведущих колес. Кроме того, трансформатор является превосходным демпфером крутильных колебаний двигателя, которые гасятся маслом и не пропускаются в механическую часть трансмиссии.

Природа любой гидродинамической передачи такова, что в нем всегда имеет место скольжение, т.е. угловая скорость турбинного колеса никогда не равна угловой скорости насосного колеса. Естественно, что это приводит к снижению топливной экономичности автомобиля. Поэтому для улучшения топливно-экономичных характеристик автомобиля в автоматических трансмиссиях предусматривается блокировка трансформатора.

Методы блокировки трансформатора. Блокировочная муфта позволяет обойти гидротрансформатор и напрямую соединить двигатель с входным валом коробки передач. Таким образом, устраняется скольжение между насосным и турбинным колесом, что приводит к повышению топливной экономичности автомобиля.

Типичная конструкция блокировочной муфты трансформатора показана на рис.5. Ступица нажимного диска (рис.6) шлицами соединяется со ступицей турбинного колеса. Между нажимным диском и ступицей расположены пружины, выполняющие роль демпфера крутильных колебаний (рис.6). В процессе блокировки поршень совершает колебания относительно ступицы, деформируя пружины, которые поглощают крутильные колебания, возбуждаемые двигателем. Механическая энергия проходит через пружинный демпфер и попадает на выходной вал трансформатора.

Для улучшения работы блокировочной муфты к внутренней поверхности кожуха трансформатора или нажимного диска прикрепляется фрикционная накладка (рис.7).

Блокировочные муфты всех трансформаторов имеют однотипные конструкции нажимного диска, и для их управления обычно используются одинаковые гидравлические схемы. На рисунках 8 и 9 упрощенно показан один из вариантов управления муфтой трансформатора. В выключенном состоянии масло подается между картером и нажимным диском. Это предохраняет муфту от самопроизвольного включения. Масло, перед тем, как попасть в трансформатор, проходит между диском и кожухом, и далее из трансформатора поступает в систему охлаждения.

Для блокировки трансформатора клапан управления переключает контур, и давление подается к поршню с другой стороны. Масло, находящееся ранее между поршнем и кожухом трансформатора сливается через вал турбины, что обеспечивает плавность включения муфты. Турбинное колесо теперь соединено с валом двигателя и трансформатор заблокирован.

Иногда управление блокировкой трансформатора осуществляет через коробку передач. Четырехскоростная автоматическая коробка передач AOD (Ford) имеет вспомогательный входной вал, который напрямую, через пружинный демпфер, связан с двигателем (рис.10). На третьей и четвертой передачах этот вал через блокировочную муфту включения повышающей передачи соединяется с планетарной коробкой передач. На третьей передаче 60% мощности двигателя передается механически и 40% через трансформатор. На четвертой передаче все 100% мощности двигателя передаются механически через этот вал. На первой, второй и передаче заднего хода весь поток мощности проходит через гидротрансформатор.

Что может выйти из строя в трансформаторе? В первую очередь муфта свободного хода реактора. Здесь возможны два варианта:

Иногда выходит из строя блокировочная муфта. Чаще всего это происходит из-за значительного износа фрикционной накладки.

Во всех отмеченных выше случаях ремонт трансформатора возможен только в специализированных сервисных центрах.

Редко, но бывает, в трансформаторе оказываются поврежденными лопатки насосного, турбинного или реакторного колес. В этом случае замена трансформатора неизбежна.

"Интересно было бы почитать обзор о том, какие производители и на каких моделях для не толстосумов с 2013 года устанавливают классические АКПП (гидромеханика), а также об их "болячках". Ведь у разных моделей АКПП - разные слабые места. Всякие вариаторы и "роботы" абсолютно неинтересны в силу их ненадежности и слабости. Кроссоверы и минивэны тоже включите в список!"

Chevrolet

Модели Aveo, Cruze, Captiva/Opel Antara, а также родственные UZ-Daewoo Lacetti, Ravon R3, R4 оснащаются 6-ступенчатым "автоматом" разработки GM. Поначалу агрегат серии 6Т30/6Т40/6Т45 был откровенно "сырым": перегревы, выход из строя гидроблока, гидротрансформатора, необходимость замены фрикционов… Автомобили первых лет выпуска требовали ремонта АКП при совершенно небольших, до 50.000 км, пробегах, поэтому коробку неоднократно модернизировали и доводили до ума. Можно сказать, что покупатель автомобиля 2014 года будет лишен многих ранних проблем "автомата", но к покупке все равно стоит подойти максимально осторожно: тестируйте и диагностируйте такой вариант перед покупкой, а после нее сократите интервалы замены масла и не грузите коробку агрессивной ездой.

Citroёn/Peugeot

Многие модели Citroёn (C4, C5, C4 Picasso и т.д.) и Peugeot (308, 3008, 408, 508, 5008 и др.) оснащаются в том числе и классическими "автоматами", вот только не все они "одинаково полезны"! Так, к покупке можно рекомендовать автомобили с 6-ступенчатой коробкой, которая предлагается в сочетании с более мощными моторами. Речь идет о представителе семейства Aisin TF80SC/TF81SC - такие "автоматы" также можно встретить на моделях Ford, Mazda, Opel, Saab и Volvo первой декады 2000-х. Если же говорить о моделях PSA, то в 2013 году была выпущена модификация TF82-SC, которую получили, в частности, Citroёn C4 Picasso и Peugeot 308. При условии своевременного обслуживания этот "автомат" показывает хорошую надежность, хотя есть и потенциально слабые места (гидротрансформатор и гидроблок), да и замена фрикционов при пробегах за 150.000 км вполне обычное дело.

Для начальных версий и бюджетных моделей (Citroёn C-Elysee и С4 седан, Peugeot 301 и 408, например) предлагалась 4-ступенчатая коробка совместной разработки PSA-Renault, которая считается откровенно неудачной. Несмотря на многочисленные модернизации, проблемы у AL4/АТ8 все те же, что и в ранних версиях: перегрев, слабые клапаны гидроблока. Отсрочить проблемы может спокойный стиль езды и сокращенные интервалы замены масла. Впрочем, некоторые специалисты к этому "автомату" относятся философски: да, не очень вынослив, зато прост и дешев в ремонте - сделал один раз и забыл на следующие 100.000 км…

Datsun и Lada

Lada Kalina и Granta, а также их ближайшие "родственники Datsun on-Do и mi-Do могут быть оснащены 4-ступенчатой АКП производства Jatco JF414E. Несмотря на почтенный возраст, а отчет начинается с 1989 года (!), "автомат" за счет удачных настроек обеспечивает неожиданно неплохую динамику, а благодаря простоте и опять же щадящим настройкам слывет достаточно надежным и ресурсным.

Относительно слабыми местами коробки считаются датчики, а также электроплата ПЗУ в гидроблоке. Специалисты объясняют это чувствительностью к продуктам износа (металлической стружке) в масле при значительных пробегах.

Ford

Несмотря на активное использование преселективного "робота" PowerShift, на ряде моделей Ford по-прежнему используется гидромеханический "автомат" 6F35. В частности, его устанавливают на текущие поколения Mondeo (и американский аналог Fusion), Kuga и даже Focus (но для последнего - только в сочетании со 150-сильным 1.5 EcoBoost). Коробка требовательна к качеству масла, чувствительна к температурному режиму, так что залог долголетия - своевременная замена масла и фильтра, степенная езда. С возрастом может потребоваться замена сальников, соленоидов и фрикционов.

Honda

Последнее поколение кроссовера CR-V предлагается исключительно с вариатором, но предшественник, выпускавшийся до прошлого года, оснащали в том числе и 5-ступенчатой АКП собственной разработки. Ее же можно встретить и на других моделях марки, включая предпоследний Civic и Accord. При использовании фирменного масла коробка демонстрирует высокий уровень надежности.

Hyundai/KIA

Текущие модели Hyundai и KIA имеют в своем арсенале 6-ступенчатую АКПП, в зависимости от двигателя применяются различные модификации: A6LF2/3, A6GF1 или A6MF1/2/3. Здесь чувствителен гидроблок, в частности его гидроплата, при пробегах свыше 100.000 км могут потребовать замены соленоиды, а при активной езде страдает гидротрансформатор.

Mazda

Современные модели (в частности, 3, 6, CX-5) комплектуются 6-ступенчатой АКП FW6A-EL разработки Aisin. Агрегат считается надежным, особенно после устранения "детских болезней" ранних версий. По большому счету "убить" его может лишь активный водитель, исправно выполняющий "низкие" старты с каждого светофора.

Mitsubishi

Седан Lancer могли оснащать простым 4-ступенчатым "автоматом" F4A, который считается очень надежным, а 3,0-литровая версия кроссовера Outlander получила 6-ступенчатую коробку Jatco JF613E. Относительно слабые места - гидроблок и соленоиды, срок жизни которых во многом определяется эксплуатацией, но, как правило, превышает 150.000-170.000 км.

Opel

Современные модели оснащаются 6-ступенчатыми "автоматами" разных производителей. Например, Astra J, Mokka и Antara будут иметь трансмиссию 6Т40/6Т45 (см. GM), а Zafira и Insignia - Aisin TF80SC/TF81SC (см. Citroёn-Peugeot).

Renault

Моделям, созданным на платформе ВО (Logan, Duster, Kaptur), полагается 4-ступенчатый "автомат" семейства DP0/DP2/DP8. Про него уже было сказано применительно к автомобилям PSA: боится перегрева (особенно ранние версии DP0), страдают клапаны гидроблока. Своего рода компенсация за недостатки - простая и ремонтопригодная конструкция, что делает потенциальные проблемы не такими уж страшными.

Некоторые модели Renault, например, мощные версии Laguna III, Koleos, Scenic III, Espace, могли комплектоваться уже упоминавшимся 6-ступенчатым "автоматом" Jatco JF613E. При условии своевременной замены масла коробка будет радовать надежностью и ресурсом, но при затягивании интервалов обслуживания первым пострадает гидроблок.

Skoda/VW

6-ступенчатый Tiptroniс можно получить в связке с 1,6-литровым "атмосферником" в таких моделях, как VW Golf VII, Jetta, Polo Sedan, Skoda Octavia, Rapid, Yeti. Кроме того, этот "автомат" присутствовал на VW Tiguan первого поколения (в сочетании с моторами 2.0 TSI и 2.0 TDI). Коробка была разработана Aisin по заказу VW, с 2003 года различные модификации под индексами Audi/VW 09G, 09K, 09M (AW TF60-SN, TF61-SN, TF-62SN) устанавливались на модели концерна, а также поставлялись для MINI и Saab 9-3.

Коробка требовательна к качеству масла, к тому же чувствительна к перегреву, так что для достижения хорошего ресурса необходимо своевременное обслуживание и щадящая эксплуатация. Первыми сдаются соленоиды гидроблока, затем может потребоваться ремонт гидротрансформатора. В зависимости от условий эксплуатации и качества обслуживания эти вопросы начинаются при пробегах свыше 150.000-200.000 км.

Toyota

Если Corolla нынешнего поколения лишилась "автомата", то Camry и RAV4 могут быть оснащены 6-ступенчатой АКП Aisin. Коробка считается вполне надежной, но гидротрансформатор не любит резких стартов, а от грязного масла страдает гидроблок, в первую очередь соленоиды. Впрочем, серьезные проблемы редко возникают ранее 200.000 км.

Наш вердикт

Как видим, несмотря на популярность у ряда производителей "роботов" и вариаторов, моделей со старым добрым "автоматом" предостаточно. Однако следует помнить о нескольких важных вещах. Во-первых, не каждая гидромеханическая коробка - образец надежности и долговечности. Более того, как и любой другой узел, АКП имеет свой ресурс и по достижении оного все равно нуждается в ремонте. А это уже во-вторых: даже самый надежный "автомат" можно довольно быстро вывести из строя, нарушая правила эксплуатации и регламент обслуживания. Так что диагностика коробки и изучение сервисной истории автомобиля перед покупкой настоятельно рекомендуются! Наконец, в-третьих, в погоне за "надежной" АКП не забывайте о других узлах и агрегатах, не менее важных с точки зрения стоимости содержания и ремонта.

Сцепление и коробка переключения передач – это традиционные узлы любого отечественного или зарубежного автомобиля. Трансмиссия является элементом, обеспечивающим поступление крутящего момента от силового агрегата к колесам. Если раньше большинство транспортных средств оснащались механической коробкой, то сегодня все больше автолюбителей отдают предпочтение гидромеханической АКПП. Отчасти это связано с тем, что управление машиной упрощается, поскольку педаль сцепление отсутствует, а переключение скоростей происходит автоматическим образом.

Роль АКПП с гидромеханическим управлением

отключение трансмиссии от двигателя в момент смены передач;
при изменении дорожных условий изменение величины крутящего момента.

Корпус гидротрансформатора вращается вместе с насосным колесом. Турбина с корпусом не связана (за исключением периода блокировки ГТ) – она соединена с валом коробки. Реактор при этом закреплен через обгонную муфту – она не дает ему проворачиваться под напором потока, когда разница в скорости вращения насосного и турбинного колес велика, но позволяет вращаться вместе с ними в одном направлении, когда автомобиль движется с постоянной скоростью и проскальзывание ГТ минимально. Так удается поднять КПД коробки.

Для выполнения этих действий и необходима гидромеханическая АКПП. Она одновременно выполняет функции сцепления и трансмиссии. Эту коробку специально придумали для использования в городских условиях, где постоянно выжимать сцепление может быть проблематично из-за частых остановок в пробках. Управляется автомобиль с гидромеханикой при помощи педалей тормоза и газа.

Достоинства и недостатки автоматической коробки

Отсутствие переключения передач вручную;
Осуществление равномерной подачи мощности.

Автомобили автоматическим переключением скоростей отличаются особой плавностью хода. Когда водителю нет необходимости переключаться вручную, то облегчается процесс вождения транспортного средства. Недостатками считается более сложная конструкция трансмиссий и их большая масса. К недостаткам относится более низкий КПД, снижающий топливную экономичность автомашины. Это простейший вариант гидромеханической трансмиссии, а сегодня на легковые автомобили устанавливаются более совершенные модели.

Разновидности гидромеханики

В состав этой трансмиссии обязательно входит гидротрансформатор, составляющие системы управления и механическая коробка. Она может быть одной из нескольких систем:

многовальной;
двухвальной;
трехвальной;
планетарной.

Последняя разновидность коробки наиболее распространена. Она часто устанавливается на легковые автомобили, так как не имеет высокой металлоемкости. Она отличается меньшим шумом при работе, высоким сроком службы и компактностью.

Вальные механизмы можно встретить на грузовиках и автобусах. В них для переключения передач предусмотрены многодисковые муфты, которые помещены в масло. Первая передача и задний ход включаются при помощи зубчатой муфты. Благодаря особому устройству вальных коробок переключение скоростей происходит за счет работы коленчатого вала. Скорость движения при этом не снимается, крутящий момент и мощность не разрываются.

Основное назначение АКПП

Перспективы использования гидромеханической коробки передач

Гидромеханическая коробка передач постоянно совершенствуется:

растёт число ступеней: ZF поставляет 9-ступенчатую ZF9НР для легковых автомобилей, Caterpillar устанавливает в спецтехнику 7-ступенчатые ГМП;
меняются кинематические схемы;
отрабатываются новые алгоритмы электронного управления;
снижается расход топлива и выбросов;
повышается скорость и плавность работы.

Производители выпускают ГМП разных типоразмеров для мощности двигателя от 50 до 1500 кВт. С ростом грузоподъёмности спецтехники увеличивается КПД и тяговые характеристики трансмиссии.

Развитие интеллектуальных автоматизированных систем управления и диагностики направлено на повышение эффективности автомобиля и обеспечения безопасности водителя. Гидромеханическая коробка передач приспособлена к автоматизации, что открывает большие возможности для расширения функциональности механизмов и систем.

Функции гидротрансформатора

Гидротрансформатор выполняет функции сцепления в современных АКПП. Благодаря этому узлу автомобиль двигается с места плавно, без рывков. Динамические нагрузки при этом снижаются, что помогает эксплуатировать двигатель в щадящем режиме, повышая его долговечность. При применении гидротрансформатора части трансмиссии служат гораздо дольше. Водитель из-за снижения количества передач утомляется меньше. Гидротрансформаторы рекомендуется применять на внедорожниках, так как с их помощью можно увеличить проходимость автомобиля в тяжелых условиях – по снегу или песку.

Важно! В России также стоит выбирать трансмиссии с этим узлом, так как в зимнее время специальная техника часто не успевает прочищать дороги. Благодаря гидротрансформатору создается устойчивая сила тяги с небольшой скоростью вращения ведущих колес, что повышает их сцепление с дорожным покрытием.

Гидротрансформатор

Сильные и слабые стороны гидромеханики

Гидромеханическая коробка передач привлекает водителей простым управлением, плавностью переключения, низкой ценой по сравнению с вариаторами или DSG. И это ещё не все достоинства.

Гидромеханическая коробка передач будет работать безотказно долгие годы при регулярном техобслуживании и соблюдении условий эксплуатации.

Устройство гидротрансформатора

Размещают гидротрансформатор между двигателем и механической частью коробки. Он представляет собой соединенные между собой диски с лопастями. Первым идет насосное колесо, которое является ведущим. Оно связывает двигатель и трансформатор. Турбинное является ведомым, оно контактирует с первичным валом. За усиление крутящего момента отвечает реакторное. Турбины практически утопают в масле (погружены в него на три четверти). Их прикрывает корпус, защищающий от попадания в масло посторонних частиц. Во время работы турбины к насосному диску направляется усилие вращающего момента двигателя. Одновременно на турбинный диск направляется под давлением поток масла. Его раскручивает реакторное колесо, располагающееся в центральной части. Возникшее усилие передается на вал КПП.

Работает гидротрансформатор за счет особой циркуляции масла, которое попадает в него с внешней части насосного диска, затем движется на турбинное колесо и возвращается через центральную часть этого узла. Завершается цикл циркуляции масла на насосном диске.Замена крутящего момента в гидротрансформаторе происходит автоматически по мере возрастания нагрузки двигателя. Этот узел отправляет на коробку силу крутящего момента, где при помощи фрикционов происходит включение передач. Нужное передаточное число определяется трансформатором автоматически, в зависимости от его значения изменяется напор циркулирующего масла.

Гидротрансформатор акпп в разрезе

Назначение и устройство гидромеханической трансмиссии легкового автомобиля

Неотъемлемыми элементами конструкции классического устройства автомобиля служат сцепление с КПП. Но меняющийся образ жизни диктует создание оптимального комфорта для водителей. Это ведет к изменению стандартных узлов автомашины. Их все чаще заменяет комбинированная гидромеханическая трансмиссия, в состав которой входит как механическая, так и гидравлическая трансмиссии. В устройствах этого типа передаточное число, крутящий момент меняются постепенно и плавно.

Трансмиссия

Планетарный механизм

В большинстве современных АКПП гидротрансформатор действует в паре с планетарной системой. Она занимается передачей крутящего момента к фрикционным муфтам. В самом простом варианте усилие направляется на центральную шестерню (солнечную). Два дополнительных сателлита (вспомогательные шестерни) находятся в постоянной сцепке с центральной шестерней благодаря нанесенным на эти элементы зубчикам. Сателлиты не фиксируются, а свободно вращаются вокруг своих осей. Механизм шестеренок находится внутри коронного колеса, которое в зависимости от включенной передачи фиксируется или приходит в движение. В момент фиксации коронной шестерни начинает двигаться ведомый вал (на него передается усилие). В противном случае сателлиты передают момент на коронную шестерню, оставляя ведомый вал в неподвижном состоянии. Для переключения передач в планетарные АКПП устанавливаются фрикционные муфты. Каждая из них выглядит как несколько дисков, представляющих собой тонкие пластины из гладкого металла. Каждая пластинка покрыта специальным фрикционным составом, предотвращающим ее износ. На части их можно найти шлицы. Между муфтами расположены прокладки. Прижимаются друг к другу они при помощи гидравлического поршня, функционирующего при подаче рабочей жидкости. При возрастании в нем давления фрикционы плотно смыкаются, становясь почти единым целым. После падения давления жидкости в гидравлическом поршне фрикционные диски возвращаются на место с помощью пружины. Работа фрикционов тесно связана с функционированием тормозных и планетарных механизмов. На эти моменты передаются команды системы управления КПП и крутящий момент двигателя. Без их участия не производится торможение двигателем и запуск на буксире. Механический узел действует слаженно и четко.

планетарная система

Важно! В нейтральном положении выключаются фрикционы и тормозные механизмы. При разгоне и переключении передач фрикционы начинают действовать, а планетарные системы вращаются синхронно.

Электронная часть гидромеханической АКПП

Электронное управление необходимо для точности переключения передач в современных АКПП. Сейчас практически нельзя встретить трансмиссии, работа которых бы не поддерживалась электронными комплектующими. Они отвечают за:

Функционирование АКПП. В гидромеханике эта система состоит из регуляторов давления и насосов.
Сбор информации о действующей программе управления.
Выработку импульсов управления.
Исполнение команд при переключении передач.
За защиту двигателя и трансмиссии в случае опасной ситуации.
За ручное управление, за все операции отвечает блок, а управление происходит за счет рычага.

Электронная часть гидромеханической АКПП

О ресурсе

Сколько может служить пакет фрикционов? Ресурс дисков достаточно большой. Поскольку они постоянно работают в масле, то подвергаются минимальному износу. При своевременной замене трансмиссионной жидкости ресурс фрикционов будет составлять 200-350 тысяч километров. Специалисты заостряют внимание на регламенте замены масла в АКПП. Ведь при игнорировании сроков смазка быстро потеряет свои свойства.

В результате элементы АКПП (в том числе и фрикционы) будет работать в режиме повышенных нагрузок. Их ресурс уменьшается в 3-5 раз. Поэтому так важно вовремя менять трансмиссионное масло. На автоматических коробках данный регламент составляет 60 тысяч километров (не распространяется на трансмиссии с сухим сцеплением). Производится как полная, так и частичная замена. Специалисты рекомендуют использовать первый вариант. При каких температурах начинает выходить из строя накладка? Критические значения для нее – 140-150 градусов. Да, материал может выдержать нагрузку в 300 градусов, однако лишь на доли секунды. Далее бумага начинает осыпаться и гореть. Кстати, от этого страдает не только накладка, но и упорные диски.

Гидромеханическая коробка передач (ГМП) — это трансмиссия высокой проходимости с автоматическим управлением. ГМП поддерживает необходимую скорость автомобиля в разных режимах движения, упрощая процесс вождения. Подобные коробки используют в легковых автомобилях, грузовиках, автобусах, в тяжёлой технике мощностью до 1000 л. с. Гидромеханические коробки передач производят компании ZF, Borg Warner, Aisin, Mercedes-Benz, Voith, Honda, Allison, Caterpillar, Komatsu, БелАЗ и др.

Роль АКПП с гидромеханическим управлением

Что будет, если двигатель соединить напрямую с колёсами: машина лениво начнёт движение и поедет с максимальной скоростью 20 км/ч. По законам физики сила, которую должны преодолеть колёса равна F=ma+Fтр , где m — масса автомобиля, Fтр — сила трения с поверхностью земли. Двигатель достигнет максимальной мощности при оборотах 5000 — 6000 об/мин, но в таком режиме работы ресурс агрегата быстро иссякнет.

Чтобы мгновенно стартовать после нажатия педали газа, и защитить двигатель от перегрузки, в машине установлена трансмиссия. Она также способна изменять крутящий момент, ускоряя или замедляя автомобиль. Этот узел трансмиссии называется коробка переключения передач — КПП.

По типу переключения скоростей различают механические и автоматические КПП:

механикой полностью управляет водитель, выжимая педаль сцепления и переводя рычаг для изменения скорости;
в автоматах работает гидромеханическая передача с минимальным участием водителя.

Основные элементы гидромеханической коробки передач:

гидротрансформатор;
масляный насос;
коробка передач;
система управления.

Читать
5 достойных мотоциклов с автоматической коробкой передач

Функции гидротрансформатора

насосное колесо приварено к чаше корпуса и соединено с коленвалом;
турбина через ступицу насажена на вал трансмиссии, и механически не связана с насосным колесом;
реакторное колесо установлено между турбиной и насосом. Предназначено для усиления крутящего момента.

Гидромеханическая коробка передач начинает работать с запуском двигателя: включается масляный насос и насосное колесо. На лопасти колеса попадает жидкость и раскручивается вокруг оси ГДТ. Под действием центробежной силы масло отбрасывается на лопасти турбины, проходит через реактор и возвращается к насосному колесу. Под давлением потока лопатки турбины начинают вращаться, передавая крутящий момент по валу в коробку передач.

Передаточное число гидротрансформатора достигает максимально 2,5 — 3, что не достаточно для устойчивой работы двигателя в разных режимах движения машины. Нет возможности включить задний ход, поскольку колёса ГДТ вращаются только в одном направлении. Для компенсации этих недостатков гидромеханическая коробка передач оснащена дополнительным узлом.

Переключение селектора передач АКПП на ходу

Как работает планетарная КПП

В основе планетарной трансмиссии лежит гидравлический трансформатор. Данный элемент расположен между двигателем и КПП. ГДФ состоит из нескольких составляющих:

Колесо редуктора.
Насос.
Турбина.

Когда двигатель работает, крыльчатка насоса вращается вместе с маховиком. Смазка проникает внутрь насоса и дальше под воздействием центробежной силы начинает вращать турбину. Масло из последнего элемента проникает в реактор, который выполняет функцию сглаживания ударов и толчков, а также передает крутящий момент. Циркуляция масла осуществляется по замкнутому кругу. Мощность автомобиля возрастает при вращении турбинного колеса. Максимальный крутящий момент передается при движении машины с места. При этом реактор находится в неподвижном состоянии – его держит муфта. Когда автомобиль набирает скорость, обороты турбины и насоса увеличиваются. Муфта расклинивается и реактор вращается с нарастающей скоростью. Когда обороты последнего элемента будут максимальными, гидротрансформатор перейдет в состояние работы муфты. Так он будет вращаться с такой же скоростью, что и маховик.

Конструкция гидромеханики

В ГМП применяют простые ступенчатые или планетарные механизмы с электронным управлением. Принцип работы гидромеханической коробки передач в обоих вариантах заключается в изменении скорости вращения выходного вала за счёт различных передаточных чисел зубчатых передач.

Как работает вальная кпп

Устройство гидромеханической коробки передач вального типа похоже на механическую КПП. Преобразование крутящего момента происходит ступенчато через включение и отключение зубчатых передач, расположенных на параллельных валах. Количество и размер шестерённых пар соответствует определённому передаточному числу.

Первичный, входной вал, получает крутящий момент от гидротрансформатора. Через пару постоянно сцепленных шестерней мощность передаётся на вторичный вал, а затем на колёса. Для получения прямой передачи, в конструкцию добавляют промежуточный вал, а первичный и вторичный валы располагают на одной оси.

Для расширения диапазона скоростей применяются многовальные конструкции с 4 и более валами. Работа коробки при этом усложняется, увеличиваются габариты и масса. Подобные ГМП встречаются на грузовиках-тягачах.

Зубчатыми передачами управляют фрикционные многодисковые муфты. Муфта становится тормозом, когда соединяется с корпусом ГМП. Для включения блокировки масляный насос подает гидравлическое давление на фрикционы. Благодаря фрикционам скорость переключается плавно, а использование гидропривода ускоряет торможение.

Гидромеханические коробки передач вального типа плохо справляются с растущей тягой от повышения грузоподъёмности транспорта, с ужесточением требований по топливной экономичности. Рост параметров значительно увеличивает массу и габариты конструкции. По этим причинам вальные КПП заменяют на планетарные передачи.

Как работает планетарная кпп

Инженеры предпочитают устанавливать в гидромеханическую КПП планетарный механизм вместо ступенчатой конструкции по следующим причинам:

компактные размеры;
плавная и быстра работа;
нет разрыва в передаче мощности при переключении передач;
большое количество передаточных чисел за счёт использования многорядных конструкций.

Сброс, калибровка и адаптация АКПП

Простая планетарная передача состоит из центральных шестерней: с внутренними зубьями — короны, с внешними зубьями — солнца. Между ними обкатываются зубчатые колёса сателлиты, оси которых закреплены на раме-водиле. В зависимости от конструкции водило соединено с выходным валом или коронной шестерней.

Устройство планетарной коробки определяет её принцип действия. Чтобы изменить крутящий момент гидротрансформатора, один из элементов планетарной передачи вращают, а другой элемент затормаживают. Третий элемент становится ведомым, а его скорость определяется числом зубьев всех шестерней.

Для получения прямой передачи водило и солнечную шестерню жёстко соединяют. Корона не может проворачиваться относительно закреплённой системы, поэтому механизм вращается как единый узел. Передаточное число в этом случае равно 1.

Чтобы получить задний ход, центральные шестерни вращают в одну сторону. Для этого останавливают сателлиты, блокируя водило.

В качестве тормозов планетарной коробки передач используют тормозные ленты или фрикционные диски. Блокировочные элементы работают в автоматическом режиме по сигналу электроники.

Разновидности гидромеханики

Коробки автомат долгое время устанавливались исключительно на автомобили среднего класса и категории премиум. На сегодняшний день агрегат получил массовое использование и пользуется у автолюбителей все большей популярностью. АКПП способны значительно повысить комфорт во время вождения, но стоит учесть, что такие узлы отличаются по разновидностям, каждая из которых имеет свои преимущества и недостатки. Разобравшись в принципе работы гидромеханических коробках передачи, можно будет определиться с выбором, какой тип АКПП подходит конкретному водителю. Стоит упомянуть о следующих типах гидромеханических КП:

Роботизированные агрегаты и АКПП – это устройства, цель которых заключается в упрощении взаимодействия водителя с трансмиссией.

Электронная часть гидромеханической акпп

В гидромеханическом автомате отсутствует сцепление, поэтому каждая ступень коробки снабжена элементом переключения. Работу элементов контролирует электронный блок ЭБУ, связанный с блоком управления двигателем. Во время переключения передач автоматически регулируется частота вращения мотора, что помогает достичь оптимальных рабочих характеристик агрегата.

Система электронного управления гидромеханической коробки передач разбита на подсистемы:

измерительную — для сбора параметров с датчиков давления, температуры и т.д.;
функциональную — для управления маслонасосом, регуляторами давления и т.д.;
управляющую — для выдачи сигнальных импульсов.

Для автоматизации управления помимо ЭБУ в систему входят электроклапаны, датчики, усилители, регуляторы, корректирующие элементы и т.д. Электроклапаны — соленоиды, расположены в гидроблоке, и по сигналу ЭБУ открывают канал гидроплиты для прохода жидкости к фрикционам, гидротрансформатору и другим узлам.

В зависимости от положения селектора ЭБУ действует по программному алгоритму, заложенному в память:

Что лучше и надежнее, вариатор или автомат

Компьютер умеет адаптироваться, выбирая подходящий режим под стиль вождения, динамику разгона и манеру торможения. Адаптация снижает износ коробки за счёт снижения числа переключений. При этом повышается комфорт водителя и безопасность движения.

Сильные и слабые стороны гидромеханики

Гидромеханическая коробка передач будет работать безотказно долгие годы при регулярном техобслуживании и соблюдении условий эксплуатации.

Планетарные

Сейчас это более распространенная гидромеханическая коробка передач.

Ее стали использовать благодаря ее компактным размерам и легкому весу. Еще одно преимущество планетарной трансмиссии – это большой срок службы и отсутствие шумов при работе. Но есть у такой коробки и недостатки. Из-за конструктивных особенностей такая трансмиссия более дорогая в производстве. Также она имеет низкий коэффициент полезного действия.

Перспективы использования гидромеханической коробки передач

Гидромеханическая коробка передач постоянно совершенствуется:

растёт число ступеней: ZF поставляет 9-ступенчатую ZF9НР для легковых автомобилей, Caterpillar устанавливает в спецтехнику 7-ступенчатые ГМП;
меняются кинематические схемы;
отрабатываются новые алгоритмы электронного управления;
снижается расход топлива и выбросов;
повышается скорость и плавность работы.

Читайте также: