Первая машина с автоматической коробкой передач

Кто изобрел автоматическую коробку передач

Идея создания автоматической коробки передач появилась практически одновременно с появлением автомобиля, оснащенного МКПП. При этом автопроизводители, изобретатели и энтузиасты из разных стран начали работать над агрегатом.

В результате уже в самом начале 20-го века стали появляться опытные образцы, которые имели трансмиссию, похожую на современный автомат. В этой статье мы поговорим о том, как создавалась и когда появилась первая АКПП, познакомимся с историей автоматической трансмиссии, а также ответим на вопрос, кто изобрел коробку автомат.

Кто изобрел коробку автомат и когда появилась первая АКПП

Как известно, трансмиссия является вторым по важности агрегатом после ДВС. При этом появление АКПП стало настоящим прорывом, так как благодаря такой коробке передач значительно повышается не только комфорт, но и безопасность при управлении автомобилем.

Такая КПП является системой, состоящей из гидротрансформатора (ГДТ) и планетарной коробки. Принципы и основы планетарной передачи были известны еще в средние века, а гидротрансформатор создал немец Герман Феттингер в начале 20-го века.

Родился Сарафян в 1895 году. Его семья оказалась в США в результате печально известного Геноцида армян, который имел место быть в Османской империи. Обосновавшись в Чикаго, Асатур Сарафян сменил свое имя, став Оскаром Бэнкером.

Талантливый изобретатель создал различные полезные устройства, среди которых можно выделить несколько незаменимых сегодня решений (например, шприц-пистолет для смазки), однако главным его достижением является изобретение первой автоматической гидромеханической коробки передач. В свою очередь, General Motors (GM), которая ранее устанавливала полуавтоматическую коробку передач на свои модели, первой перешла на АКПП.

История создания автоматической коробки передач

Итак, важнейшим элементом, благодаря которому стало возможным появление полноценной АКПП, является гидротрансформатор.

Изначально ГДТ появился в судостроении. Причина – вместо низкооборотистых паровых двигателей ближе к концу 19-го века появились более мощные паровые турбины. Такие турбины соединялись с винтом напрямую, что неизбежно привело к возникновению целого ряда технических проблем.

Решением оказалось изобретение Г. Феттингера, который предложил гидравлическую машину, где лопастные колеса гидродинамической передачи, насос, турбина и реактор были объединены в одном корпусе.

ГДТ Феттингера минимизировал потери полезной энергии, КПД устройства оказался высоким. На практике, указанный гидродинамический трансформатор, в среднем, обеспечивал на судах КПД около 90% и даже больше.

Вернемся к коробкам передач на автомобилях. В самом начале 20-го века (1904 год) изобретатели братья Стартевенты из города Бостон, США, представили раннюю версию автоматической коробки.

Следующими автоматическую коробку начали ставить в компании Ford. Легендарная модель Model-T была оснащена планетарной коробкой передач, которая получила две скорости для движения вперед, а также заднюю передачу. Управление КПП было реализовано при помощи педалей.

Далее появилась коробка от компании Reo на моделях General Motors. Такая трансмиссия вполне может считаться первой РКПП, так как это была механическая коробка с автоматизированным сцеплением. Немного позже стала использоваться и планетарная система передач, еще больше приблизив момент появления полноценных гидромеханических автоматов.

Другими словами, речь идет об исполнительных механизмах АКПП (фрикционы, ленточный тормоз). Также в те годы реализовать эффективное управление данными механизмами не составляло труда. Еще необходимость выровнять скорости отдельных элементов АКПП отсутствовала, так как все шестерни планетарной передачи находятся в постоянном зацеплении.

Если сравнить такую схему с попытками автоматизировать работу механической коробки, в то время это было крайне сложной задачей. Основной проблемой являлось то, что в те годы не было эффективных, быстрых и надежных сервомеханизмов (сервоприводов).

Указанные механизмы необходимы для того, чтобы перемещать шестерни или муфты включения для введения в зацепление. Сервомеханизмы также должны обеспечить большое усилие и рабочий ход, особенно если сравнивать усилие для сжатия пакета фрикционов или затяжки ленточного тормоза АКПП.

Качественное решение было найдено только ближе к середине XX века, а массовой роботизированная механика стала только за последние 10-15 лет (например, АМТ или преселективная коробка DSG).

Дальнейшее развитие коробки автомат: эволюция гидромеханической АКПП

Перед тем, как переходить к АКПП, нужно упомянуть коробку передач Уильсона. Водитель выбирал передачу при помощи подрулевого переключателя, а включение производилось посредством нажатия на отдельную педаль.

Такая трансмиссия была прообразом преселективной коробки передач, так как водитель заранее выбирал передачу, при этом ее включение осуществлялось только после нажатия на педаль, которая стояла на месте педали сцепления МКПП.

Данное решение облегчало процесс управления ТС, переключения передач требовали минимум времени по сравнению с МКПП, которые в те годы не имели синхронизаторов. При этом значимая роль коробки Уильсона заключается в том, что это первая КПП с переключателем режимов, которая напоминает современные аналоги (режимы P-R-N-D).

Такая трансмиссия представляла собой гидротрансформатор (гидромуфту) и планетарную коробку передач с автоматическим гидравлическим управлением. Управление было реализовано с учетом скорости движения автомобиля, а также положения дроссельной заслонки.

Коробка Hydra-Matic ставилась как на модели GM, так и на Bentley, Rolls-Royce, Lincoln и т.д. В начале 50-х специалисты Mercedes-Benz взяли данную коробку за основу и разработали собственный аналог, который работал по схожему принципу, однако имел целый ряд отличий в плане конструкции.

В 80-х стала прослеживаться тенденция к постоянному увеличению числа передач. В автоматических коробках сначала появилась четвертая передача, то есть повышенная. Одновременно стала использоваться и функция блокировки гидротрансформатора.

Также четырехступенчатые автоматы стали управляться при помощи ЭБУ, что дало возможность избавиться от многих механических элементов управления, заменив их соленоидами.

Например, первыми внедрение электронной системы управления автоматической коробкой передач реализовали специалисты Toyota в 1983 г. Далее Ford в 1987 году также перешел на использование электроники для управления повышающей передачей и блокировочной муфтой ГДТ.

Для этого увеличивается общее количество передач, скорость переключений стала очень высокой. Сегодня можно встретить АКПП, которые имеют 5, 6 и более «скоростей». Основная задача – успешно конкурировать с преселективными роботизированными коробками типа DSG.

Параллельно происходит и постоянное усовершенствование блоков управления АКПП, а также программного обеспечения. Изначально это были системы, которые только определяли момент переключения передачи и отвечали за качество включений.

Позже появилась и возможность ручного управления АКПП (например, Tiptronic), когда водитель может самостоятельно определять моменты переключения передач подобно механической коробке. Дополнительно коробка автомат получила расширенные возможности в плане самодиагностики, контроля температуры трансмиссионной жидкости и т.д.

Как работает коробка-автомат: классическая гидромеханическая АКПП, составные элементы, управление, механическая часть. Плюсы, минусы данного типа КПП.

Гидротрансформатор АКПП (конвертер крутящего момента, ГДТ). Назначение, устройство гидротрансформатора, принцип работы и особенности.

Пробуксовка автоматической коробки при переключении передач: основные причины, по которым пробуксовывает автомат. Диагностика коробки, устранение неполадок.

Автоматическая коробка передач (АКПП, АКП) «классического» типа с гидротрансформатором: устройство и принцип работы. Плюсы и минусы гидромеханической АКПП.

Соленоид АКПП: устройство соленоидов, принцип работы. Частые неисправности и поломки клапанов-соленоидов, диагностика, ремонт и замена.

Источник

12 недорогих машин с автоматической коробкой передач

Статистика подсчитала: машина автомат продаётся всё лучше четвертый год подряд. Доля продаж достигла 60%, и АКПП потеснил рынок машин с МКПП. Это значит, что всё больше водителей толкается в пробках и хочет расслабиться, смотреть новости в смартфоне, а не дёргать за ручку и путаться в трёх педалях механики. Но сколько же надо заплатить за комфортную езду на автомате? Предлагаю вам 12 вариантов.

Тип коробок

Автоматическая трансмиссия — это:

Эксперты сходятся во мнении, что будущее за вариаторами и роботами, а производители это подтверждают на практике.

Вариатор

Чем отличается вариатор от «классического» автомата мы уже писали здесь и здесь. Достоинства CVT раскрываются в динамике машины, плавности переключений и экономичном расходе топлива. Пока ещё этот тип автомата не широко распространён, поэтому его обслуживание и ремонт обходится дорого.

Автомат

Автомобили с «классической» автоматической коробкой передач при правильном уходе ездят без проблем 200 000 км и больше, если говорить о 4-ступках. Проблем с ремонтом и запчастями, как правило, нет. Самые популярные автоматы давно изучены автомеханиками, а детские болезни излечены производителями. Подробно об АКПП мы рассказывали здесь.

Робот

Современная роботизированная коробка DSG — это механика с двумя сцеплениями и электронным управлением. «Роботы», как и вариаторы, подходят любителям резвой езды в городских условиях. Однако, для поездок по бездорожью DSG — это не вариант.

Самые дешевые автомобили на автомате

Сразу развеем иллюзии: «самый дешевый автомобиль на автомате» не может быть С-класса. К недорогим моделям отнесём машины без пробега стоимостью до 1 000 000 р. Чаще всего автомат идёт в комплектации Комфорт, поэтому как минимум за подушки безопасности и кондиционер не нужно будет доплачивать.

Chevrolet Cobalt

Компактный «Кобальт» от GM откатал свои юные годы 2004 — 2010 в Америке. В 2011 под этим названием бразильские инженеры спроектировали машину для развивающихся рынков, но на другой платформе. Новый «Кобальт» переехал в Узбекистан.

В Россию Chevrolet Cobalt попал в 2013, и пробыл недолго — до 2015 года. С декабря 2016 дорестайлинговая версия машины вернулась под именем Ravon R4.

Новый R4 с автоматом идёт в комплектациях «Оптимум» и «Элегант». Любая из моделей машины оснащена двигателем 1,5 л мощностью 106 л.с. «Оптимум» с 6-ступенчатым автоматом серии 6Т GM обойдётся в 743 000 р. Элегант продаётся за 756 000 р.

Хоть дизайнеры не слишком усердно работали над внешностью «Кобальта», но среди недорогих машин с автоматом он может похвастаться энергоёмкой подвеской, просторным салоном и багажником 550 л.

Hyundai Solaris

Solaris появился в России в 2011 году и сразу завоевал народную любовь. Бюджетный кореец построен на платформе Accent, а производится на заводе полного цикла в Санкт-Петербурге.

После первого рестайлинга в 2014 году авто с АКПП получил две модификации силовых установок:

Hyundai Solaris второго поколения 2017 года в кузове седан поставляется только с автоматом А6GF1.

Сейчас автомобиль получил обновление внешнего вида, салона и цен. Новый автомобиль 2020 года с автоматом и мотором 1,4 л обойдётся в 870 000 р. За более мощную версию «Соляриса» с двигателем 1,6 л нужно доплатить 25 000 р.

В базовую комплектацию машины входит:

Kia Picanto

Киа «Пиканто» — городская малолитражка с мотором 1,2 л/ 84 л.с. и 4-ступенчатым автоматом. Машина привлекает дизайном, хорошей сборкой и неплохой базовой комплектацией. Для российского рынка «Пиканто» производится на заводе в Калининграде.

Kia Picanto обновилась до 3 поколения в 2017 году. Машина несколько увеличилась в размерах для лучшей устойчивости, управляемости и комфорта. Минимальная стоимость новой «Пиканты» III с автоматом — 790 000 р.

Базовая комплектация машины включает:

Volkswagen Polo

VW Polo Sedan построен на базе хэтчбека Polo для развивающихся рынков. Первые машины появились на российском рынке в 2010 году. Volkswagen Polo Sedan 2015 года получил обновление, в том числе силовых установок и комплектаций. Покупателям стали доступны версии:

Новая машина с автоматом мощностью 110 л.с. в минимальной комплектации продаётся по цене 870 000 р., а с турбонаддувом и «роботом» — от 990 000 р.

Комплектация не слишком богата:

Skoda Rapid

«Рапид» производится с 2012 года в Калуге в кузове 5-дверного лифтбека. С 2019 года Европа отказалась от этой модели Шкоды, а на смену ей пришёл новый хэтчбек и универсал «Scala». В России и Китае «Рапид» остался, но получил внешность сходную с европейской «Скалой».

Стоимость новой машины с двигателем 1,6 л/110 л.с. и 6-ступенчатым автоматом начинается от 980 000 р. Версия с мотором 1,4 TSI 125 л.с. и 7-ступенчатым DSG обойдётся в 1 065 000 р.

В эту нескромную цену вошли:

Kia Rio

Киа «Рио» пережила 4 поколения и 3 рестайлинга. Производство «Рио» началось на заводе Хёндэ в Санкт-Петербурге в 2011 году. Машина представлена в кузове хэтчбек и седан. С 2017 года появилась новая модель — кросс-хэтчбек «Рио» с увеличенным дорожным просветом и усиленной подвеской.

На выбор доступны моторы 1,4 л/100 л.с. и 1,6 л/123 л.с. Самая дешёвая машина с коробкой автомат А6GF1 и двигателем 1,4 л стоит 880 000 р. Модель X-line обойдётся минимум в 930 000 р.

Citroen C1

Ситроен С1, пожалуй, самая дешевая машина с автоматом. Стоимость С1 с пробегом 100 000 км, трансмиссией «робот» 2-Tronic и двигателем 1,0 л/68 л.с. — 260 000 р. В комплектацию входит: аудиосистема, кондиционер, передние электростеклоподъёмники, подогрев зеркал и удалённый запуск двигателя.

Машина узкая, всего 1620 мм, что позволяет легко парковаться и маневрировать в городе. Водители не жалуются на тесноту, наоборот, отмечают удобство кресел. Положительной оценкой отмечают и расход топлива С1 — от 4 до 7 л на 100 км.

С 2014 года поставки новых С1 в Россию прекратились и не собирают возвращаться.

Opel Corsa

Опель «Корса» пережил уже 6 поколений с 1982 года. В 2019 Опель представил новую модель Corsa F с электродвигателем мощностью 136 л.с. при ёмкости батареи 50 кВт/ч. Но как и предыдущее поколение эта новинка в России не появится. В Германии флагманскую «Корсу» можно купить за 14 000 евро.

Источник

Устройство и принцип работы классической АКПП

С развитием автомобилестроения и выпуском новых видов трансмиссий вопрос, какая коробка передач лучше, становится все более актуальным. АКПП – что это такое? В этой статье разберемся с устройством и принципом работы автоматической коробки передач, узнаем, какие виды АКПП существуют и кто придумал АКПП. Проанализируем достоинства и недостатки разных видов автоматических трансмиссий. Познакомимся с режимами работы и управления АКПП.

Что такое АКПП и история ее создания

Автоматическая коробка передач, или АКПП, представляет собой трансмиссию, обеспечивающую выбор оптимального передаточного числа в соответствии с условиями движения без участия водителя. Это обеспечивает хорошую плавность хода автомобиля, а также комфорт при движении для водителя.

В настоящее время существует несколько видов автоматической КПП:

В данной статье все внимание будет уделено классическому автомату.

История изобретения

Основу автоматической трансмиссии составляет планетарная коробка передач и гидротрансформатор, впервые изобретенный исключительно для нужд судостроения в 1902 году немецким инженером Германом Фиттенгером. Далее в 1904 году братья Стартевенты из Бостона представили свой вариант автоматической КПП, имеющий две коробки передач и напоминающий чуть доработанную механику.

Автомобиль, оснащенный планетарной коробкой передач, впервые увидел свет под маркой Ford Т. Суть коробки заключалась в плавном переключении скоростей за счет двух педалей. Первая включала повышающую и понижающую передачи, а вторая – заднюю.

Эстафету приняла компания General Motors, которая в середине 1930-х годов выпустила полуавтоматическую трансмиссию. Сцепление в автомобиле еще продолжало присутствовать, а планетарным механизмом управляла гидравлика.

Приблизительно в это же время компания Крайслер доработала конструкцию коробки гидромуфтой, а вместо двухступенчатой коробки стал использоваться овердрайв – повышающая передача с передаточным числом менее единицы.

Первую в мире полностью автоматическую КПП в 1940 году создала все та же компания General Motors. АКПП представляла собой сочетание гидромуфты с четырехступенчатой планетарной коробкой с автоматическим управлением посредством гидравлики.

Сегодня известны уже шести-, семи-, восьми- и девятиступенчатые АКПП, производителями которых являются как автоконцерны (KIA, Hyundai, BMW, VAG), так и специализированные компании (ZF, Aisin, Jatco).

Плюсы и минусы АКПП

Как и любая коробка передач, автоматическая трансмиссия имеет как плюсы, так и минусы. Представим их в виде таблицы.

Устройство автоматической трансмиссии

Устройство АКПП достаточно сложное и состоит из следующих основных элементов:

Гидротрансформатор представляет собой корпус, заполненный специальной рабочей жидкостью ATF, и предназначен для передачи крутящего момента от двигателя к коробке передач. Фактически он заменяет сцепление. В его состав входят насосное, турбинное и реакторное колеса, блокировочная муфта и муфта свободного хода.

Колеса оснащены лопастями с каналами для прохода рабочей жидкости. Блокировочная муфта необходима для блокировки гидротрансформатора в конкретных режимах работы автомобиля. Муфта свободного хода (обгонная муфта) необходима для вращения реакторного колеса в противоположную сторону. Более подробно про гидротрансформатор можно почитать здесь.

Планетарный механизм АКП включает в себя планетарные ряды, валы, барабаны с фрикционными муфтами, а также обгонную муфту и ленточный тормоз.

Механизм переключения скоростей в АКПП достаточно сложен, и, по сути дела, работа трансмиссии состоит в выполнении некоторого алгоритма включения и выключения муфт и тормозов посредством давления жидкости.

Планетарный ряд, точнее блокировка одного из его элементов (солнечная шестерня, саттелиты, коронная шестерня, водило), обеспечивает передачу вращения и изменение крутящего момента. Элементы, входящие в планетарный ряд, блокируются при помощи обгонной муфты, ленточного тормоза и фрикционных муфт.

Блок управления АКПП может быть гидравлическим (уже не применяется) и электронным (ЭБУ АКПП). Современная гидромеханическая трансмиссия оснащается только электронным блоком управления. Он обрабатывает сигналы датчиков и формирует управляющие сигналы на исполнительные устройства (клапаны) гидроблока, обеспечивающие работу фрикционных муфт, а также управляющие потоками рабочей жидкости. В зависимости от этого жидкость под давлением направляется в ту или иную муфту, включая определенную передачу. TCU также управляет блокировкой гидротрансформатора. При неисправности блок TCU обеспечивает функционирование КПП в “аварийном режиме”. Селектор АКПП отвечает за переключение режимов работы КПП.

В автоматической коробке применяются следующие датчики:

Подробнее про датчики АКПП можно почитать тут.

Принцип работы и срок службы АКПП

Время, необходимое на переключение скорости в АКПП, зависит от скорости автомобиля и нагрузки на двигатель. Система управления вычисляет нужные действия и передает их в виде гидравлических воздействий. Гидравлика перемещает муфты и тормоза планетарного механизма, тем самым происходит автоматическое изменение передаточного числа в соответствии с оптимальным режимом двигателя в данных условиях.

Одним из главных показателей, влияющих на эффективность работы автоматической трансмиссии, является уровень масла, который нужно регулярно проверять. Рабочая температура масла (ATF) составляет около 80 градусов. Поэтому для того, чтобы избежать повреждений пластиковых механизмов коробки в зимний период, перед движением машину необходимо прогревать. А в жаркое время года, наоборот, охлаждать.
Охлаждение АКПП может осуществляться охлаждающей жидкостью или воздухом (с помощью масляного радиатора).

Наибольшее распространение получил жидкостный радиатор. Температура atf, необходимая для нормальной работы двигателя, не должна превышать 20% от температуры в системе охлаждения. Температура охлаждающей жидкости не должна превышать 80 градусов, за счет этого и происходит охлаждение atf. Теплообменник соединен с внешней частью корпуса масляного насоса, к которой крепится и фильтр. При циркуляции масла в фильтре происходит его контакт с жидкостью охлаждения через тонкие стенки каналов.

Кстати, автоматическая трансмиссия считается очень тяжелой. Вес АКПП составляет около 70 кг (если она сухая и без гидротрансформатора) и около 110 кг (если она заправленная).

Для нормального функционирования АКПП необходимо и правильное давление масла. От этого во многом зависит срок службы АКПП. Давление масла должно быть на уровне 2,5-4,5 бар.

Ресурс коробки-автомат может быть различен. Если в одном автомобиле трансмиссия может прослужить только 100 тысяч км., то в другом – порядка 500 тысяч. Это зависит от эксплуатации автомобиля, от регулярного контроля за уровнем масла и его замены вместе с фильтром. Продлить ресурс АКПП возможно также используя оригинальные расходные материалы и своевременно обслуживая КПП.

Управление АКПП

Управление автоматической трансмиссией осуществляет селектор АКПП. Режимы работы автоматической трансмиссии зависят от перемещения рычага в определенное положение. В автомате доступны следующие режимы:

В современных автоматических трансмиссиях с большим числом рабочих диапазонов могут использоваться дополнительные режимы работы:

Также имеются и дополнительные кнопки, характеризующие режимы работы АКП:

В некоторых коробках есть режим “кик даун” (kick-down). Режим “кик даун” предполагает резкое ускорение транспортного средства путем переключения на пониженную передачу. В некоторых случаях режим “кик даун” запрещен при отключении режима овердрайв.

Заключение

Автоматическая КПП занимает достойное место среди известных коробок передач и составляет конкуренцию привычной механике. Разнообразие режимов движения, а также плавное переключение передач позволяют водителю наслаждаться комфортным вождением.

Источник