Поліпшення експлуатаційних якостей сучасного автомобіля привело до значного ускладнення його конструкції. Оснащення автомобілів автоматичною трансмісією дозволило різко знизити обсяг навантаження, яке зазнає водій під час руху, що також сприятливо відбилося на ходовій частині, двигуні і швидкісних якостях автомобіля. Надійність і простота експлуатації визначили подальше широке використання цього винаходу. В даний час автоматичні трансмісії застосовуються і на легкових, і на повнопривідних автомобілях, і навіть на вантажному транспорті. При використанні транспортного засобу з ручним керуванням, для підтримки необхідної швидкості, водієві необхідно часто користуватися важелем перемикання передач.

Автоматична коробка передач (також автоматична трансмісія, АКП) - різновид коробки передачавтомобілей, що забезпечує автоматичний (без прямої участі водія) вибір відповідної поточним умовам руху ступені (передачі).

від механічної коробки передач (МКПП) відрізняється автоматичним перемиканням передач, а також, в більшості випадків, іншим принципом дії механічної частини - а саме, використанням планетарних механізмові гідромеханічного приводу замість чисто механічного в традиційній КП.

В останні десятиліття, поряд з класичними гідромеханічними автоматичними трансмісіями пропонуються і різні варіанти автоматизованих ( «роботизованих») механічних коробок передач з електромеханічним управлінням (проте на сучасному рівні масових технологій більшість зразків таких трансмісій можна прирівняти за споживчими властивостями до традиційних АКП лише частково).

гідротрансформатор

Гідротрансформатор (ВМД) (torque converter в зарубіжних джерелах) служить для передачі крутного моменту безпосередньо від двигуна до елементів автоматичної коробки передач (АКПП) і складається з наступних основних частин:

• насосне колесо або насос (pump)
• плита блокування гідротрансформатора (lock - up piston)
• турбінне колесо або турбіна (turbine)
• статор (stator)
• обгону муфта (one - way clutch)

Для ілюстрації принципу дії гідротрансформатора як елемента, що передає крутний момент, скористаємося прикладом з двома вентиляторами. Один вентилятор (насос) включений в мережу і створює потік повітря. Другий вентилятор (турбіна) - вимкнений, однак, його лопатки, сприймаючи потік повітря, створюваного насосом, обертаються. Швидкість обертання турбіни менше, ніж у насоса, вона як би прослизає по відношенню до насоса. Якщо застосувати цей приклад по відношенню до гідротрансформатора, то в ньому в якості вентилятора, включеного в мережу (насоса), виступає крильчатка насосного колеса.

Насосне колесо механічно пов'язано з двигуном внутрішнього згоряння . Як вимкненого вентилятора (турбіни) виступає турбінне колесо, поєднане через шліци з валом АКПП. Подібно вентилятору - насосу, крильчатка насосного колеса гідротрансформатора, обертаючись, створює потік, тільки вже не повітря, а рідини (масла). Потік масла, як і в випадку з вентилятором - турбіною, змушує обертатися турбінне колесо гідротрансформатора. В даному випадку гідротрансформатор працює як звичайна гідромуфта, лише передаючи за допомогою рідини крутний момент від двигуна на вал АКПП, не збільшуючи його. Збільшення оборотів двигуна не призводить до скільки - небудь істотного збільшення переданого крутного моменту.
Знову повернемося до ілюстрації з вентиляторами. Потік повітря, крутний лопатки вентилятора - турбіни, розсіюється даремно в просторі. Якщо ж цей потік, який зберігає значну залишкову енергію, направити знову до вентилятора - насосу, він почне обертатися швидше, створюючи більш потужний потік повітря, спрямований до вентилятора - турбіні. Той, відповідно, теж почне обертатися швидше. Це явище відоме як перетворення (збільшення) крутного моменту.

У гідротрансформаторі в процес перетворення крутного моменту крім насосного та турбінного коліс включений статор, який змінює напрямок потоку рідини. Подібно повітрю, обертається лопатки вентилятора - турбіни, потік рідини (масла), що обертає турбінне колесо ГТ, все ще має значну залишкової енергією. Статор направляє цей потік назад на крильчатку насосного колеса, змушуючи її обертатися швидше, збільшуючи тим самим крутний момент. Чим менше швидкість обертання турбінного колеса гідротрансформатора по відношенню до швидкості обертання насосного колеса, тим більшою залишкової енергією володіє масло, що повертається статором на насос, і тим більшим буде момент, створюваний в гідротрансформаторі.

Турбіна завжди має швидкість обертання меншу, ніж насос. Це співвідношення швидкостей обертання турбіни і насоса максимально при нерухомому автомобілі і зменшується зі збільшенням його швидкості. Оскільки статор пов'язаний з гидротрансформатором через обгону муфту, яка може обертатися тільки в одному напрямку, то, завдяки особливій формі лопаток статора і турбіни потік масла направляється на зворотну сторону лопаток статора, завдяки чому статор заклинюється і залишається нерухомим, передаючи на вхід насоса максимальну кількість залишкової енергії масла, що збереглося після обертання їм турбіни. Такий режим роботи гідротрансформатора забезпечує максимальну передачу їм крутного моменту. Наприклад, при рушанні з місця гідротрансформатор збільшує крутний момент майже в три рази.
У міру розгону автомобіля прослизання турбіни щодо насоса зменшується і настає момент, коли потік масла підхоплює колесо статора і починає обертати його в сторону вільного ходу обгонів муфти. Гідротрансформатор перестає збільшувати крутний момент і переходить в режим звичайної гідромуфти. У такому режимі гідротрансформатор має ККД, що не перевищує 85%, що призводить до виділення в ньому зайвого тепла і, в кінцевому рахунку, збільшення витрати палива двигуном автомобіля.

Для усунення цього недоліку використовується блокировочная плита. Вона механічно пов'язана з турбіною, однак, може переміщатися вліво і вправо. Для її зміщення вліво потік масла, що живить гідротрансформатор, подається в простір між плитою і корпусом гідротрансформатора, забезпечуючи їх механічну розв'язку, тобто, плита в такому положенні ніяк не впливає на роботу гідротрансформатора.
При досягненні автомобілем високій швидкості по особливої ​​команді від пристрою управління АКПП потік масла змінюється так, що він притискає блокировочную плиту вправо до корпусу гідротрансформатора. Для збільшення сили зчеплення на внутрішню сторону корпусу наноситься фрикційний шар. Відбувається механічне блокування насоса і турбіни за допомогою плити. Гідротрансформатор перестає виконувати свої функції. Двигун жорстко зв'язується з вхідним валом АКПП. Природно, при найменшому гальмуванні автомобіля блокування негайно вимикається. Для усунення цього недоліку використовується блокировочная плита. Вона механічно пов'язана з турбіною, однак, може переміщатися вліво і вправо. Для її зміщення вліво потік масла, що живить гідротрансформатор, подається в простір між плитою і корпусом гідротрансформатора, забезпечуючи їх механічну розв'язку, тобто, плита в такому положенні ніяк не впливає на роботу гідротрансформатора.
При досягненні автомобілем високій швидкості по особливої ​​команді від пристрою управління АКПП потік масла змінюється так, що він притискає блокировочную плиту вправо до корпусу гідротрансформатора. Для збільшення сили зчеплення на внутрішню сторону корпусу наноситься фрикційний шар. Відбувається механічне блокування насоса і турбіни за допомогою плити. Гідротрансформатор перестає виконувати свої функції. Двигун жорстко зв'язується з вхідним валом АКПП. Природно, при найменшому гальмуванні автомобіля блокування негайно вимикається.
Існують і інші способи блокування гидротрансформаторов, однак, суть всіх способів одна - виключити прослизання турбіни щодо насоса. У зарубіжних джерелах такий режим роботи гідротрансформатора називається Lock - up (лок - ап).
Корпус гідротрансформатора виконує ще одну дуже важливу функцію. З його допомогою здійснюється привід масляного насоса АКПП. Для цього використовується додатковий валик, розміщений всередині валу турбіни. З корпусом гідротрансформатора цей валик пов'язаний шліцьовим з'єднанням. У багатьох АКПП масляний насос обертається безпосередньо горловиною гідротрансформатора.

Статті по темі:
1. Трансмісія;
2. Механічна коробка передач;
3. Короткий огляд особливостей конструкції, переваг і недоліків різних видів автоматичних трансмісій автомобілів;
4. Як працюють автоматичні коробки передач з подвійним зчепленням.