Улучшение эксплуатационных качеств современного автомобиля привело к значительному усложнению его конструкции. А оснащение автомобилей автоматической трансмиссией позволило резко снизить объем нагрузки, возлагаемой на водителя во время движения, что также благоприятно отразилось на ходовой части, двигателе и скоростных качествах автомобиля. Надежность и простота эксплуатации определили дальнейшее широкое использование этого изобретения. В настоящее время автоматические трансмиссии применяются и на легковых, и на полно приводных автомобилях, и даже на грузовом транспорте. При использовании транспортного средства с ручным управлением, для поддержания необходимой скорости, водителю необходимо часто пользоваться рычагом переключения передач. По этой причине он обязан постоянно следить за нагрузкой двигателя и скоростью автомобиля. Применение автоматической трансмиссии исключает необходимость постоянного пользования переключающим рычагом. Изменение скорости выполняется автоматически, в зависимости от нагрузки двигателя, скорости перемещения транспортного средства и желаний водителя. Поэтому, по сравнению с ручной коробкой передач, автоматическая трансмиссия имеет следующие неоспоримые преимущества:
- увеличивает комфортность вождения автомобиля за счет освобождения водителя от контрольных функций;
- автоматически и плавно производит переключения, согласовывая нагрузку двигателя, скорость его движения, степень нажатия на педаль газа;
- предохраняет двигатель и ходовую часть автомобиля от перегрузок;
- допускает и ручное, и автоматическое переключение скоростей.
Все разнообразие автоматических трансмиссий, применяемых сегодня, условно можно разделить на два типа. Основное различие этих типов заключается в системах управления и контроля за использованием трансмиссии. Для первого типа характерно то, что функции управления и контроля выполняются специальным гидравлическим устройством. А во втором типе функции управления и контроля выполняет электронное устройство. Составные части же и узлы автоматических трансмиссий обоих типов практически одинаковы. Существуют некоторые различия в компоновке и устройстве автоматической трансмиссии переднеприводного и заднепрйводного автомобиля. Автоматическая трансмиссия для переднеприводных автомобилей более компактна и имеет внутри своего корпуса отделение главной передачи - дифференциал. Несмотря на эти отличия, основные функции и принцип действия всех автоматов одинаковы.
Пользование
Для того чтобы обеспечить движение, а также для выполнения других своих функций, автоматическая трансмиссия должна быть оснащена следующими узлами: механизмом выбора режима движения, гидротрансформатором, коробкой передач, узлом управления и контроля. Механизм выбора режима движения представляет собой рукоятку, размещенную в салоне автомобиля и связанную с коробкой передач жесткой или гибкой тягой. С помощью этого рычага водитель выбирает режим работы автомобиля: "вперед", "назад", "нейтраль" или "парковка" На большинстве автомобилей способ движения вперед состоит из трех стадий или, можно сказать, трех режимов: режима низкой скорости, среднего режима и режима нормального движения. В зависимости от изготовителя эти режимы имеют разные обозначающие символы. Например, режим низкой скорости обозначен символами "L" или "I", средний режим чаще всего обозначается "2", "S" или "*", а режим нормального движения - "D" или "D-3", однако применяются и другие символы.
Режим низкой скорости используется как первая передача в случае, когда требуется большой крутящий момент при небольшой скорости перемещения. Например, трогание с места в гору, преодоление крутых подъёмов на малой скорости, езда по дороге, изобилующей ямами и рытвинами.
Средний режим обычно имеет только две передачи, иначе говоря, одно переключение. При нажатой педали газа автомобиль движется на второй передаче, а при отпускании, по истечении нескольких секунд, происходит торможение двигателем и переключение на первую передачу, что дает возможность реже использовать тормоза. Наиболее целесообразно этот режим использовать при езде по скользкой дороге (снежный накат, гололед или гололедица), по дороге с недостаточно хорошим покрытием (ямы, рытвины) и т.п.
Если рычаг установлен в положение нормального режима движения, то трансмиссия работает в трехскоростном режиме. Этот режим используется при движении по дороге, имеющей хорошее покрытие, позволяющее развивать достаточно высокую скорость, обеспечивает беспрепятственное строгание с места в небольшой подъём и т.д. Под рычагом также нанесены и другие символы:
"Р"- предполагает парковку автомобиля с неработающим двигателем;
"R"- используется при маневрировании;
"N"- обеспечивает свободное качение автомобиля в любом направлении, а также его стоянку с работающим двигателем.
Следует отметить, что в целях обеспечения безопасности автоматическая трансмиссия разрешает запустить двигатель только в положении "N" или "Р".
В процессе эксплуатации автомобиля могут возникнуть ошибочные переключения. Наиболее частой и опасной ошибкой неопытного водителя является перемещение рукоятки в положение "R" придвижении вперед. Рычаг выбора режима движения сконструирован таким образом, что обеспечивает разрешенные переключения без нажатия фиксатора как при строгании с места, так и во время движения. Поэтому, если вам необходимо переместить рукоятку из положения "N" в положение "D", то это можно сделать, просто потянув ее к себе. Однако, если вы захотите перевести рычаг из положения "D" в положение "L" или "R", то без нажатия фиксатора вам это не удастся. Это сделано для предотвращения поломок и перегрузок трансмиссии при неверном выборе режима движения. Установка рычага в положение, в которое его можно установить только с нажатой фиксирующей кнопкой, осуществляется либо после полной остановки (если нужно установить "R"), либо после замедления движения до минимума (если необходимо установить "L").
Конструктивной особенностью автоматических трансмиссий является оборудование их специальной системой включения более низкой передачи. Она срабатывает при резком или полном нажатии педали газа и позволяет резко увеличить скорость движения транспортного средства, например, при обгоне.
Использование на высоких скоростях трехступенчатой автоматической трансмиссии влечет за собой некоторый перерасход топлива. Поэтому большинство современных автоматических трансмиссий оборудованы четвертой передачей, обозначающейся символами "0/D" или "D4". Обычно использование четвертой передачи инициируется принудительно с помощью кнопочного переключателя, расположенного на панели управления или на рукоятке выбора режима движения. Конструктивно трансмиссия выполнена таким образом, что предполагает использование четвертой передачи только на скорости, превышающей 40 км/час, в условиях движения, не требующего большого крутящего момента.
Устройство
В промежуточном кожухе, между двигателем и коробкой передач, установлен гидротрансформатор, который выполняет функции обычного сцепления. В процессе работы этот узел, наполненный трансмиссионной жидкостью, несет довольно высокие нагрузки и вращается с достаточно большой скоростью. Он не только передает крутящий момент, поглощает и сглаживает вибрации двигателя, но и приводит в действие масляный насос, находящийся в корпусе коробки передач. Масляный насос наполняет трансмиссионной жидкостью гидротрансформатор и создает рабочее давление в системе управления и контроля. Поэтому является неверным мнение о том, что автомобиль, оснащенный автоматической трансмиссией, можно завести принудительно, не используя стартер, а разогнав его до высокой скорости. Шестеренчатый насос получает энергию только от двигателя, и если двигатель не работает, то давление в системе управления и контроля не создается, в каком бы положении не находился рычаг выбора режима движения. Следовательно, принудительное вращение карданного вала не обязывает коробку передач работать, а двигатель - вращаться. В корпусе самой коробки передач расположены несколько планетарных механизмов, они и обеспечивают необходимые передаточные отношения. А передача крутящего момента от двигателя через планетарные механизмы к колесам происходит с помощью фрикционных дисков, дифференциала и других сервисных устройств. Управление всеми этими устройствами осуществляется благодаря трансмиссионной жидкости через систему управления и контроля. Особое внимание следует уделить узлу управления и контроля. Этот узел состоит из маслосборника (поддон коробки передач), шестеренчатого насоса и клапанной коробки. Клапанная коробка представляет собой систему каналов с расположенными в них клапанами и плунжерами, которые выполняют функции контроля и управления. Это устройство преобразует скорость движения автомобиля, нагрузку двигателя и степень нажатия на педаль газа в гидравлические сигналы. На основе этих сигналов, за счет последовательного включения и выхода из рабочего состояния фрикционных блоков, автоматически изменяются передаточные отношения в коробке передач.
Смазочные жидкости
Жидкостью, используемой в автоматической трансмиссии, выполняются самые разнообразные функции: передача крутящего момента в гидротрансформаторе от двигателя в коробку передач, обеспечение функционирования системы управления и контроля, работа фрикционных блоков, смазка и охлаждение трущихся деталей и т.п. Поэтому в автоматической коробке передач применяется специальное высококачественное минеральное масло, получаемое из нефти и смешанное с несколькими особыми добавками. Это масло называется смазочной гидравлической трансмиссионной жидкостью. Использование иных типов масел снижает эксплуатационные характеристики и зачастую приводит к отказу автоматической трансмиссии. Тип используемой трансмиссионной жидкости, как правило, указан на масляном щупе коробки передач или в сертификате качества автомобиля. Для обеспечения правильного функционирования коробки передач и ее долговечности необходимо поддерживать оптимальный уровень и обновлять жидкость по мере ее использования. Срок эксплуатации трансмиссионной жидкости указан на упаковке или в сертификате качества на саму жидкость. Однако опыт эксплуатации показывает, что средняя периодичность ее замены составляет около 30-40 тыс. километров. На старых машинах эта цифра уменьшается до 15-20 тыс.км. Это объясняется еще и тем, что подержанные автомобили сильно изношены и эксплуатируются в жестких условиях. Кроме того, часть жидкости остается в гидротрансформаторе, клапанной коробке, насосе и других полостях, поэтому можно сменить только половину используемого объема, т.е. происходит только обновление жидкости, а не замена. В большинстве автомобилей, оснащенных автоматической трансмиссией, используется жидкость типа "Dexron", "Dexron-II", "Dexron-III". В настоящее время в автоматических коробках передач на авто средствах типа 4WD используется более новая модификация смазывающей жидкости - тип "Т" или "T-II". Указанные типы трансмиссионной жидкости специально окрашены в разные цвета, тип "Dexron" - красный, а тип "Т" - желтый. Этим подчеркивается, что смешивать их не рекомендуется. Необходимо также отметить, что в автомобилях, оснащенных автоматическими трансмиссиями, блок главной передачи и сама коробка передач могут быть разделены, и поэтому при замене масла оба отсека должны заполняться раздельно. В отсеке главной передачи используется обычное трансмиссионное масло "SAE 85W/90" или отечественное "ТАД 17", периодичность его замены составляет 50 000 км пробега.