Классификация автоматических коробок перемены передач(АКПП)

ГидравлическаяАКПП в разрезе

Все АКПП можно разделить на несколько основных типов.

1) Гидравлические АКПП.

2) Вариаторы.

3) Роботизированная механика.

1.2 История разработки АКПП

К появлению классической АКПП привели три изначально независимые линии разработок, которые впоследствии были объединены в её конструкции.

Наиболее ранней из них можно считать применение на некоторых ранних конструкциях автомобилей, в том числе — знаменитом Ford T, планетарных механических трансмиссий. Своевременное и плавное включение соответствующей передачи осуществлялось при помощи двух ножных педалей (рисунок 1), одна переключала низшую и высшую передачу, вторая включала задний ход), они позволяли довольно значительно упростить работу водителя, особенно в сравнении с использовавшимися в те годы коробками передач традиционного типа без синхронизаторов.

Рисунок 1 - Трансмиссия FordModelT.Органы управления:

1 - рычаг ручного тормоза;2 - управление опережением зажигания;3 - акселератор;4 - управление карбюратором для пуска;5 - выключатель зажигания;6 - педаль тормоза;7 - педаль включения задней передачи;8 - педаль переключения передач

Вторым направлением разработок, приведшим впоследствии к появлению автоматической коробки передач, можно назвать работы по созданию полуавтоматических трансмиссий, в которых была автоматизирована часть действий по переключению передач. Например, в середине тридцатых годов американские фирмы Reo и GeneralMotors практически одновременно представили полуавтоматические трансмиссии собственной разработки. Наиболее интересна была трансмиссия разработки GM: как и появившиеся позднее полностью автоматические коробки передач, она использовала планетарный механизм, работой которого управляла гидравлика в зависимости от скорости автомобиля. Однако эти ранние разработки были недостаточно надёжны, а главное — всё ещё использовали сцепление для временного разобщения двигателя и трансмиссии при переключении передач.

Третьей линией разработок было внедрение в трансмиссию гидравлического элемента. Здесь явным лидером была корпорация Chrysler. Первые разработки относились к тридцатым годам, но массовое распространение такая трансмиссия получила на автомобилях этой фирмы уже в последние предвоенные и послевоенные годы. Помимо введения в конструкцию гидромуфты (позднее заменённой гидротрансформатором), она отличалась тем, что параллельно с двухступенчатой обычной механической коробкой передач в ней работаловердрайв (повышающая передача с передаточным числом меньше единицы) с автоматическим включением. Таким образом, хотя это была механическая трансмиссия с гидравлическим элементом и овердрайвом, производителем она заявлялась как полуавтоматическая.

Каждый блок этой трансмиссии имел своё назначение.

Гидромуфта делала начало движения (трогание автомобиля с места) плавным, позволяла «бросать сцепление» и останавливаться, не выключая передачи или сцепления. Позднее она была заменена гидротрансформатором, который увеличивал крутящий момент и значительно улучшал динамику автомобиля по сравнению с гидромуфтой (которая несколько ухудшала динамику разгона).

Механическая часть коробки передач служила для выбора рабочего диапазона скоростей трансмиссии в целом. Существовало три рабочих диапазона — нижний (Low), верхний (High) и заднего хода (Reverse). В каждом диапазоне было две передачи.

Овердрайв автоматически включался в работу при превышении автомобилем определённой скорости, таким образом, переключая передачи внутри текущего диапазона.

Переключение диапазонов работы производилось обычным рычагом, расположенным на рулевой колонке

Уже в начале пятидесятых годов появляются трёхступенчатые автоматические трансмиссии с гидротрансформатором разработки фирмы Borg-Warner. Они и их производные использовались на автомобилях фирм AmericanMotors, Ford, Studebaker и других, как в США, так и за их пределами, например InternationalHarvester, Studebaker, Volvo и Jaguar. В СССР многие из заложенных в её конструкцию идей были использованы при проектировании автоматических трансмиссий Горьковского автозавода, устанавливавшихся на автомобилях «Волга» и «Чайка».

В середине шестидесятых годов окончательно утвердилась и (в США) была законодательно зафиксирована современная схема переключения автоматических трансмиссий — P-R-N-D-L. В прошлое ушли кнопочные переключатели диапазонов и старые образцы трансмиссий без парковочной блокировки. К середине… концу шестидесятых годов ранние образцы двух- и четырёхступенатых автоматических трансмиссий в США уже практически повсеместно вышли из употребления, уступая место трёхступенчатым с гидротрансформатором. Совершенствовалась и жидкость для автоматических трансмиссий — например, примерно с конца шестидесятых годов из её состава была исключена дефицитная китовая ворвань, заменённая синтетическими материалами.

В восьмидесятые годы повышение требований к экономичности автомобилей привело к появлению (точнее, возвращению) четырёхступенчатых трансмиссий, четвертая передача в которых имела передаточное число меньше единицы («овердрайв»). Кроме того, получают распространение блокирующиеся на большой скорости гидротрансформаторы, позволяющие ощутимо повысить КПД трансмиссии за счёт снижения потерь, возникающих в её гидравлическом элементе. В конце восьмидесятых — девяностые годы происходит компьютеризация систем управления двигателем. Эти же системы, либо аналогичные им, стали применяться и для управления автоматическими трансмиссиями. Если прежние системы управления использовали лишь гидравлику и механические клапана, то теперь потоками жидкости управляют соленоиды, контролируемые компьютером. Это позволило сделать переключение передачболее плавным и комфортным, и улучшить экономичность за счёт повышения эффективности работы трансмиссии. Кроме того, на некоторых автомобилях появляются «спортивные» режимы работы трансмиссии, или возможность вручную управлять коробкой передач («Типтроник» и аналогичные системы). Появляются первые пятиступенчатые автоматические трансмиссии. Совершенствование расходных материалов позволяет на многих АКПП устранить процедуру замены масла, так как ресурс залитого в её картер на заводе масла стал сравним с ресурсом самой коробки передач. В 2002 году на BMW седьмой серии появляется шестиступенчатая АКПП разработки ZF (ZF 6HP26). В 2003 году Mercedes-Benz создаёт первую семиступенчатую трансмиссию 7G-Tronic. В 2007 году Toyota представила Lexus LS460 с восьмиступенчатой АКПП.

4)