ПЕРЕДАЧИ НА АВТОМАТЕ БУКВЫ ЗНАЧЕНИЕ

Легковой автомобиль ГАЗ-23: Инструкция по уходу. — Горький, 1965. — 115 с.

Гидроавтоматами снабжают многие классы автомобилей, и проще перечислить две категории автомобилей: где автомат — главная трансмиссия, и где автомата практически не бывает.

Автомат с гидротрансформатором — основной выбор:

Автомат не встречается:

Автоматическая коробка передач (АКПП, АКП) в широком смысле — коробка передач, устройство и механика работы которой позволяют ей в процессе движения транспортного средства самостоятельно определять наиболее подходящее доступное передаточное отношение, переходить (переключаться) с одного передаточного отношения на другое, обеспечивать упрощённую для водителя процедуру трогания с места автоматически, наиболее оптимально подстраивая внешнюю скоростную характеристику двигателя под заданную водителем скорость движения в текущих дорожных условиях. А КП есть один из двух (наравне с механической коробкой) широко распространённых типов коробок передач, применяемых на разноплановых колёсных, гусеничных и рельсовых транспортных средствах.

Конструкция простейшей гидромеханической планетарной АКП

Конструкция современных АКП может сильно различаться, но ввиду того, что в исторической ретроспективе подавляющее большинство АКП сделаны на основе планетарных коробок передач в сборе с гидротрансформатором, под АКП по умолчанию (если не оговорено особо) понимается именно подобная конструкция. Данная статья посвящена в первую очередь именно такой автоматической трансмиссии — чтобы отличить её от распространяющихся в 2000-е годы роботов и вариаторов, её называют «гидромеханическая трансмиссия», «гидроавтомат», «планетарный автомат», «классический автомат».

Что обозначают буквы на коробке автомат

Автоматическая трансмиссия (АКПП) стала скорее нормой в современном
автопроме, но далеко не все знают, что значат цифры и буквы на коробке
автомат, особенно если водитель впервые садится за руль авто с АКПП.
Отсутствие единого стандарта маркировки режимов вносит лишь путаницу.
Поэтому стоит разобраться, что означают нанесенные символы, чтобы
впоследствии пользоваться всеми доступными режимами работы трансмиссии и
тем самым повысить комфорт управления автомобилем.

Основные обозначения на коробке автомат

В отличие от механической коробки передач, в автоматической нет рычага
КПП как такового — вместо него установлен селектор, которым выбирается
режим работы трансмиссии. Каждому из режимов присвоено обозначение,
указанное на панели рядом с селектором:

На некоторых автоматах есть режим «M». Он включает ручное переключение, то
есть водитель самостоятельно определяет, когда нужно переключиться.
Переключатели «вверх» и «вниз» располагаются либо на селекторе, либо под
рулем. Во втором случае переключатель имеет вид «лепестков».

Обозначение типов коробок передач

Несмотря на высокую стоимость АКПП в сравнении с механической
трансмиссией, многих подкупает отсутствие необходимости в переключении
передач. Поэтому авто с АКПП столь популярны. Но даже такой машиной нужно
научиться управлять. Учиться можно сразу на автомате в автошколе
«Флагман». Опытные инструкторы обучат, как пользоваться всеми режимами
трансмиссии. Запишитесь в группу по телефону или лично посетите любой из
офисов школы.

Управление работой АКП

Селектор позволяет водителю выбрать текущий режим работы АКП. Расположение рычага селектора может быть различным.

Американский автомобиль AMC Rambler Classic 770 с подрулевым селектором АКП

Напольный селектор на Chevrolet Corvette. Раскладка режимов работы — R-L-D-N-P, для перехода в режимы R и P рычаг нужно было потянуть на себя

Селектор современной АКП на Audi A6

Packard середины 1950-х годов с кнопочным селектором АКП (на панели приборов правее рулевой колонки)

Селектор со ступенчатой прорезью

J-образная прорезь под рычаг селектора на автомобиле Jaguar

Селектор в виде джойстика на BMW

Современный кнопочный селектор АКП фирмы Allison

На автомобилях американского производства до 1990-х годов в основной массе селектор был расположен на рулевой колонке, что позволяло посадить на цельном переднем диване трёх человек. Для переключения режимов работы трансмиссии его надо было потянуть на себя и перевести в нужное положение, которое показывала стрелка на специальном указателе — квадранте. Изначально квадрант размещали на кожухе рулевой колонки, позднее его перенесли на большинстве моделей в щиток приборов, обычно он располагался под спидометром.

К близкому типу можно отнести и селекторы, расположенные на панели приборов рядом с рулевой колонкой и щитком приборов, как например у некоторых моделей фирмы Chrysler 1950-х годов или Honda CR-V третьего поколения.

Напольное расположение селектора впервые появилось на спортивном Chevrolet Corvette в 1953 году, а впоследствии получило широкое распространение на европейских машинах.

На японских автомобилях встречались оба варианта, в зависимости от целевого рынка — на автомобилях для внутреннего японского и американского рынков и в наше время встречаются подрулевые селекторы трансмиссии, в то время как для иных рынков практически исключительно используются напольные.

В настоящее время обычно используется напольный селектор.

На минивэнах и коммерческих автомобилях вагонной и полукапотной компоновки, а также некоторых внедорожниках и кроссоверах с высокой посадкой водителя, довольно большое распространение имеет расположение селектора на панели приборов по центру (или высоко на консоли).

Существуют системы выбора режимов работы трансмиссии без рычага, в которых для переключения используются кнопки — например, на автомобилях Chrysler конца 1950-х — начала 1960-х годов, Edsel, советской «Чайке» ГАЗ-13, многих современных автобусах (из известных в России можно назвать городские модели ЛиАЗ, МАЗ с АКПП фирмы Allison, имеющей кнопочный селектор). В последние годы они снова набирают популярность (например, у Lincoln MKC выбор режима работы трансмиссии осуществляется кнопками, расположенным на панели приборов слева от мультимедийного блока).

Если система имеет рычаг-селектор, выбор нужного режима осуществляется его перемещением в одно из возможных положений.

Для предотвращения случайных переключений режимов используют специальные механизмы защиты. Так, на автомобилях с подрулевым селектором для переключения диапазона трансмиссии надо потянуть рычаг на себя, только после этого его можно перевести в нужное положение. В случае напольного рычага используется как правило блокирующая кнопка, расположенная сбоку под большим пальцем водителя (большинство моделей), сверху (например на Hyundai Sonata V) или впереди (примеры — Mitsubishi Lancer X, Chrysler Sebring, Volga Siber, Ford Focus II) на рычаге, или рычаг необходимо немного утопить. В других случаях, прорезь для рычага выполняется ступенчатой (многие модели Mercedes-Benz, Hyundai Elantra платформы i30 или Chevrolet Lacetti, на последнем прорезь выполнена ступенчатой, а рычаг надо утопить для перехода из диапазона R в диапазон N и далее.

Как правило, между режимами, включение которых допустимо в движении, можно переключиться и без выжима кнопки — например, на трансмиссиях Volkswagen 1980-х годов кнопку необходимо нажимать только для перехода из P в R, из R в N и из «2» в «1» (и обратно). Между диапазонами N, D и 2 можно переключаться без выжима кнопки. Также многие современные модели имеют устройство, не дающее переместить рычаг селектора АКП в положение движения, если не выжата педаль тормоза, что также повышает безопасность обращения с трансмиссией.

Фирма Jaguar использовала в своё время U-образную прорезь для рычага селектора, с делениями P, R, N и D с правой стороны и D, 3, 2 — с левой.

Если ранее алгоритм работы селектора был жёстко задан устройством механического привода к АКП, то сегодня электронное управление коробкой передач в принципе позволяет использовать для переключения между её режимами работы любые устройства ввода с произвольным алгоритмом работы — единственным сдерживающим фактором являются существующие на данный момент стандарты, предусматривающие стандартизацию режимов (P-R-N-D-L и так далее), но и их производители научились обходить. Так, на некоторых современных автомобилях рычаг-селектор АКП заменяется на джойстик, у которого вместо соответствующих диапазонам трансмиссии отдельных фиксированных положений для последовательного переключениям между ними имеются два нефиксированных положения, позволяющих «пролистывать» режимы работы один за другим. Скажем, на автомобилях BMW для трогания с места нужно при выжатой педали тормоза нажать расположенную на джойстике сверху кнопку, отключающую парковочную блокировку — при этом АКП переходит из режима P в режим N (о чём сигнализирует светящийся индикатор), после чего толкнуть джойстик назад и отпустить, включив режим D, и начать движение, опустив педаль тормоза — либо уже в режиме D толкнуть джойстик влево и отпустить, включая режим ручного управления коробкой, в котором водитель может переключаться между высшими и низшими передачами толкая джойстик вперёд-назад. Иногда и сам рычаг заменяют на клавиши, вращающуюся «шайбу» и тому подобные устройства с алгоритмом работы, похожим на описанный выше. Соблюдение эксплуатационных норм значительно продлевает срок службы трансмиссии.

Основные режимы работы

Что касается режимов работы, то практически любая автоматическая трансмиссия имеет следующие режимы, ставшие стандартными с конца 1950-х годов:

Начиная с конца 1950-х годов эти режимы располагают именно в такой последовательности, а в 1964 году в США она была закреплена в качестве обязательной для использования американским Сообществом автомобильных инженеров (SAE), в результате чего стала по сути всемирным отраслевым стандартом. Этот стандарт приняло абсолютное большинство автомобилестроительных фирм даже за пределами США, поскольку, во-первых, американский рынок автомобилей был в те годы наиболее объёмным и прибыльным (и остаётся до сих пор), а во-вторых — американские автомобили составляли абсолютное большинство среди автомобилей с автоматическими коробками передач, что делало логичным шагом унификацию принятого на них алгоритма управления АКП в мировом масштабе.

Кроме того — данная последовательность была эргономически обоснована, поскольку её выработке в США предшествовал достаточно длительный период эксплуатации автомобилей с не унифицированными между собой алгоритмами управления АКП, многие из которых на практике оказывалось неудобным или даже небезопасным. Например, водители, привыкшие к механическим коробкам передач тех лет с подрулевым рычагом, у которых для включения первой передачи необходимо было потянуть рычаг на себя и опустить до упора вниз, могли привычным движением случайно включить задний ход и попасть в ДТП на парковке или сбить пешехода при раскладке режимов P-N-D-L-R (АКПП Buick DynaFlow) или P-N-D-S-L-R (GM Hydramatic) — что привело к целому ряду исков к производителям от пострадавших. Кроме того, на старых изношенных автомобилях с раскладкой P-N-D-L-R наблюдались случаи самопроизвольного переключения из L в R на ходу при использовании приёма торможения двигателем или от тряски на неровной дороге, что приводило к поломкам коробки и авариям.

Именно в соответствии с полученным в этот период опытом положение, соответствующее режиму заднего хода R, стали располагать перед нейтральным положением селектора N. Впервые раскладка P-R-N-D-L была использована на автомобилях фирмы Ford.

Позднее стала использоваться механическая блокировка, не дающая переключиться в режимы P и R без выжима специальной кнопки, что ещё больше повышало безопасность обращения с автомобилем. Так как включение режимов R и P на ходу может вызвать поломку коробки передач, в современных моделях с электронным управлением даже в случае обхода водителем блокировки коробка передач не исполнит ошибочные команды, а просто останется в текущем диапазоне.

Дополнительные режимы работы

В современных автоматических трансмиссиях с большим числом рабочих диапазонов могут присутствовать дополнительные режимы работы, а положения селектора могут обозначаться иначе:

На тракторах, оснащённых автоматическими трансмиссиями, с помощью селектора выбирается рабочий диапазон скоростей: замедленные, силовые, транспортные, а также направление движения. Тракторные АКП допускают принудительное включение нужной передачи трактористом.

АКП, в отличие от механической КП, поддерживает торможение двигателем далеко не во всех режимах. В режимах, где торможение двигателем запрещено, трансмиссия свободно проскальзывает в обгонных муфтах (как в велосипеде) и автомобиль движется «накатом». Например, в некоторых случаях первая передача с торможением двигателем задействуется только при выборе водителем положения «1». При выборе первой передачи автоматикой из положения «D» торможение двигателем невозможно.

Также, встречаются дополнительные переключатели (реализованные, например, в виде кнопок) режимов работы АКП:

В некоторых случаях режим Sport задействуется автоматически при нажатии на педаль газа до упора (а с современными электронными системами управления — нередко просто от сильного или резкого прибавления газа), в режиме «кикдауна» (англ. ). В некоторых случаях режим кикдауна запрещён при отключении режима Overdrive.

Другие виды автоматических трансмиссий

Наряду с классическими гидромеханическими АКП, работающими в паре с гидротрансформатором, существуют также «роботизированные» коробки передач — близкие по устройству к механическим, но работой сцепления и переключением передач управляет снабжённая сервомеханизмами автоматика.

В большинстве случаев КП такого типа применялись на малолитражных автомобилях, применение на которых гидромеханической передачи было неприемлемо из-за слишком больших потерь мощности. Главная черта механических коробок передач с автоматизированным переключением — отсутствие гидротрансформатора, что позволяет ощутимо снизить потери в трансмиссии. Однако это же обуславливало характерный недостаток первого поколения механических коробок передач с автоматизированным переключением: недостаточно плавные переключения между передачами из-за резкого прерывания передачи крутящего момента, что существенно усугублялось сравнительным несовершенством использовавшихся управляющих устройств и исполнительных механизмов, которые не позволяли сравниться в указанных качествах ни с механической, ни с гидромеханической автоматической коробкой передач. В последней для обеспечения плавности переключений служит как раз гидротрансформатор, а в первых она обеспечивается достигнутым длительной практикой навыком водителя. Кроме того, для «роботизированных» коробок передач первого поколения была характерна сравнительно низкая надёжность — как в сравнении с механическими, так и по сравнению с хорошо отработанными в производстве гидромеханическими автоматическими коробками передач. Такие коробки передач предлагались, в частности, фирмами Aisin Seiki (Toyota Multimode) и Magneti Marelli (Opel Easytronic, Fiat Dualogic, Citroën Sensodrive), а также Ricardo, коробки передач которой устанавливались на спортивные машины — Lamborghini, Ferrari, Maserati и др.

На данный момент роботизированные коробки с одним сцеплением практически повсеместно сняты с производства. Они ещё устанавливаются на некоторые модели Opel и Fiat, но, вероятно, по мере текущей модернизации будут заменены на быстродействующие 6-ступенчатые планетарные АКП, типа Aisin Seiki AWTF-80SC. Данную коробку уже используют на автомобилях Alfa Romeo, Citroën, Fiat, Ford, Lancia, Land Rover/Range Rover, Lincoln, Mazda, Opel/Vauxhall, Peugeot, Renault, Saab и Volvo. Данная коробка предназначена для переднеприводных автомобилей с крутящим моментом до 400 Н·м (6500 об./мин.), что делает её удобной для турбированных и дизельных двигателей.

Второе поколение роботизированных коробок передач — так называемая преселективная коробка передач. Наиболее известный представитель этого вида — Volkswagen DSG (разработчик Borg-Warner), она же — Audi S-tronic, а также Getrag Powershift, Porsche PDK, Mitsubishi SST, DCG, PSG, Ford Durashift. Особенностью данного типа коробок передач является то, что в них имеются два отдельных вала для чётных и нечётных передач, каждый из которых управляется своим сцеплением. Это позволяет предварительно переключить зубчатые колёса очередной передачи, после чего почти мгновенно переключить сцепления, при этом разрыва крутящего момента не происходит. Данный вид автоматических коробок передач в настоящее время является наиболее совершенным с точки зрения экономичности и скорости переключения.

Применяемая на некоторых автомобилях вариаторная передача, которая также обеспечивает автоматическое изменение передаточного числа трансмиссии, строго говоря, не является коробкой передач — вариатор осуществляет плавное изменение передаточного числа трансмиссии без каких либо фиксированных передач и, таким образом, является подвидом бесступенчатой трансмиссии.

Многовальные прямого переключения

Применяются на некоторых спортивных автомобилях: например, в Koenigsegg Jesko три вала, семь фрикционов и девять передач. Обладают «спортивным характером», как роботизированные, и быстрым переходом из гражданской езды в спортивный режим, как автоматы.

У Jesko лепестки переключения передач работают как трёхпозиционные кнопки фотоаппарата: полунажатие левого опускает передачу, полное нажатие — ставит самую «спортивную». Аналогочно, полунажатие правого поднимает, полное нажатие — ставит самую экономную.

Близок по характеру езды, но имеет совершенно другое устройство «автомат со сцеплением», применяемый, например, на некоторых спортивных «Mercedes».

Конструкция гидромеханической АКП

Гидротрансформатор АКП всегда представляет собой так называемую «комплексную гидропередачу» — то есть гидропередачу, способную работать и как гидротрансформатор и как гидромуфта. Название такой гидропередачи гидротрансформатором не совсем корректно, но в контексте АКП оно общеупотребимо и поэтому допустимо. Гидротрансформатор позволяет разорвать поток мощности внутри себя и тем самым выполняет функцию сцепления. Именно за счёт гидротрансформатора обеспечивается возможность кратковременной остановки автомобиля без необходимости перевода АКП в режим нейтрали. Гидротрансформатор позволяет увеличивать крутящий момент в зависимости от нагрузки, что является преимуществом любой гидромеханической АКП. Гидротрансформатор сглаживает крутильные колебания от двигателя. Также именно гидротрансформатор обеспечивает возможность так называемого «ползущего режима», когда автомобиль на холостом ходу мотора, может двигаться с очень низкой скоростью. Ради экономии топлива гидротрансформатор блокируется на подавляющем большинстве режимов движения, с 20 км или со второй скорости. На АКП автобусов и гусеничных машин возможно использование гидротрансформатора в качестве гидродинамического тормоза. Заполнение жидкостью гидротраснформатора происходит из общей гидросистемы АКП. По умолчанию гидротрансформатор располагается между двигателем и самой КП, но в трансмиссиях грузовых автомобилей, автобусов и гусеничных машин гидротрансформатор также может располагаться внутри самой АКП между планетарными рядами.

Блокировка гидротрансформатора представляет собой фрикционную гидроподжимную муфту, жёстко соединяющую насосное и турбинное колёса гидротрансформатора и встроенную в общую гидросистему АКП. Блокировка не является обязательным элементом АКП: она присутствует на всех современных АКП, но на АКП старых разработок (с четырьмя и менее передачами) её могло не быть. На современных АКП блокировка включается в работы на всех передачах переднего хода, начиная с первой. Мировым пионером подобного подхода стала компания Porsche, выпустив в 1990 году четырёхступенчтаую АКП Типтроник, на которой впервые блокировка могла работать на всех передачах. Блокировка как бы выключает гидротраснформатор из работы, переводит его в режим прямой передачи и повышает КПД всей системы. Также блокировка позволяет эффективно тормозить двигателем.

Компактная двухрядная планетарная передача типа Ровиньо

АКП (планетарная часть автоматической передачи) состоят из планетарных редукторов (они же планетарные ряды), фрикционных и обгонных муфт, соединительных валов и барабанов. Также иногда применяется тормозная лента, затормаживающая один из барабанов относительно корпуса коробки передач при включении той или иной передачи. Исключением являются редкие АКП, в которых вместо планетарной передачи использованы валы с цилиндрическими шестернями постоянного зацепления и включением передач индивидуальными гидроподжимными муфтами.

Фрикционные муфты (в обиходе иногда называются «пакетами фрикционов») осуществляют переключение передач сообщением или разобщением элементов АКП — входного и выходного валов и элементов планетарных редукторов, а также их затормаживанием на корпус АКП. Муфта выглядит как нечто среднее между сцеплением и синхронизатором в МКП и состоит из барабана и хаба, барабан имеет крупные прямоугольные шлицы внутри, хаб — крупные прямоугольные зубья снаружи. Между барабаном и хабом расположен пакет кольцеобразных фрикционных дисков, часть из которых выполнена из металла и имеет выступы снаружи, входящие в шлицы барабана, а часть — из пластмассы и имеет вырезы внутри, куда входят зубья хаба. Сообщение фрикционной муфты производится сжатием пакета дисков гидравлически кольцеобразным поршнем, установленным в барабане. Масло к цилиндру подводится через специальные отверстия (масляные каналы) в барабане, валах и корпусе АКП.

Обгонная муфта свободно проскальзывает в одном направлении и заклинивает с передачей момента в другом. Обычно состоит из внешнего и внутреннего колец и расположенного между ними сепаратора с роликами. Используется для снижения ударов во фрикционных муфтах при переключении передач (передача момента начинается только при повышении оборотов двигателя после переключения, приводящего к попытке одной из деталей планетарного редуктора вращаться в обратную сторону и заклиниванию её в обгонной муфте), а также для отключения торможения двигателем в некоторых режимах работы трансмиссии.

Пример кинематики включения передач в одной из АКП (Nissan Almera):

Устройство управления АКП представляет собой набор золотников (релейных клапанов), управляющих потоками масла к поршням тормозных лент и фрикционных муфт. Положения золотников задаются как вручную механически (клапан мануал) рукояткой селектора, так и автоматически. Автоматика бывает гидравлической или же электронной.

Гидравлическая автоматика использует давление масла от центробежного регулятора, соединённого с выходным валом АКП, а также давление масла от нажатой водителем педали газа. Это даёт автоматике информацию о скорости автомобиля и положении педали газа, на основании которой переключаются золотники.

Электронная автоматика использует соленоиды, перемещающие золотники. Кабели от соленоидов выходят вне пределов АКП и идут к расположенному где-то вне АКП блоку управления, иногда объединённому с блоком управления впрыском топлива и зажиганием. Решение о перемещении соленоидов принимается электроникой на основе информации о положении педали газа и скорости автомобиля, а также положении рукоятки селектора.

В некоторых случаях предусмотрена работоспособность АКП даже при полном выходе из строя электронной автоматики, но только с третьей передачей переднего хода, или же со всеми передачами переднего хода, но с необходимостью их ручного переключения рукояткой селектора

Средним временем переключения для большинства серийных автомобилей является время порядка 130—150 мс, для суперкаров — 50—60 мс, у болидов Формула-1 — 25 мс.

Режим ручного управления

Некоторые автоматические коробки передач имели режим ручного управления, в котором водитель может переключать передачи по собственному усмотрению, как в механической коробке передач — при помощи либо переведённого в особое положение штатного селектора, либо отдельного органа управления (клавиши, подрулевые «лепестки» и тому подобное). Подобный функционал был реализован ещё на самых ранних автоматических коробках передач — например, в 1966 году Ford на модели Fairlane GT/A предлагал Sport Shift, вариант автоматической коробки передач Cruise-O-Matic, в котором имелась возможность перебрать все три имеющиеся передачи, тронувшись с места в режиме «1» (только первая передача), а затем — последовательно переключаясь в режимы «2» (только вторая передача) и D (при этом коробка сразу переключалась на третью передачу). Однако из-за низкого удобства в использовании широкого распространения такие конструкции не получили.

Более удачным оказался TipTronic — режим работы АКП с ручным переключением передач, реализованный компанией Porsche. В некоторых странах СНГ слово «типтроник» часто используется в качестве общего для всех аналогичных конструкций других производителей, хотя оно и является торговой маркой Porsche (другие производители называют аналогичные конструкции иначе).

В этом режиме выбор передачи осуществляется водителем вручную подталкиванием рычага селектора в направлениях «+» и «-» — переход на следующие передачи вверх и вниз. В канонической конструкции автоматически осуществляется только понижение передачи при падении оборотов двигателя до холостых. Трансмиссии ряда производителей, кроме того, автоматически повышают передачу при достижении предельных оборотов двигателя. Механически коробка передач при этом такая же, как и обычная АКП, изменён только рычаг селектора и автоматика управления. Признак TipTronic-подобных АКП — Н-образный вырез для перемещения рычага селектора а также символы + и -.