Конструктивно все гидромеханические коробки передач выполнены по-разному, но принцип их работы одинаков. Все подчинено главной цели - по возможности более плавно изменять передаточное число трансмиссии в зависимости от скорости автомобиля и условии движения
Для этого крутящий момент от двигателя подается сначала на гидротрансформатор. Внутри него - три лопастных колеса: насосное жестко связано с коленчатым валом, турбинное воспринимает крутящий момент, передаваемый специальным маслом, которым заполнен гидротрансформатор, а среднее колесо - реактор - обеспечивает необходимую характеристику изменения крутящего момента. То есть жесткой связи двигателя с ведущими колесами, как в механической трансмиссии с включенным сцеплением, нет - турбина и насос всегда проскальзывают относительно друг друга. Причем характеристика гидротрансформатора такова, что автомобиль с включенной передачей и работающим на холостом ходу двигателем можно легко удерживать на месте тормозами - именно так и надлежит поступать при коротких остановках.
После гидротрансформатора стоит многоступенчатая механическая передача. Долгое время автоматические коробки были двух- и трехступенчатыми, потом количество ступеней возросло, и нынче наиболее распространены четырех- и пятиступенчатые "автоматы". Изменяется передаточное число набором планетарных шестерен, включаемых комбинацией фрикционных сцеплений и тормозов (ленточных и дисковых). Причем, в отличие от обычного "сухого" однодискового сцепления, фрикционы гидромеханики представляют из себя пакет тонких стальных колец - голых и покрытых специальной целлюлозно-бумажной массой. Такая же масса нанесена и на внутреннюю поверхность тормозных лент. Работают фрикционы в масле - подобно "мокрым" сцеплениям мотоциклов.
Помимо фрикционов, перераспределением крутящего момента "занимаются" муфты свободного хода. А управляет планетарным механизмом гидравлика - система клапанов и хитроумных каналов управления. Вся система функционирует под большим (от 3 до 20 атм) давлением - его создает масляный насос, приводимый непосредственно от коленчатого вала двигателя. Он подает масло и в гидротрансформатор, и в систему управления, и в систему смазки. Естественно, что у автоматической коробки есть и масляный картер, и полнопоточный фильтр и масляный радиатор, как правило, сблокированный с основным.
Переключаются передачи автоматически, в соответствии с четким алгоритмом, заложенным конструкторами. При этом система управления получает информацию о степени нажатия педали газа (от привода акселератора - тросом), о разрежении во впускном коллекторе (тогда на коробке стоит вакуумный модулятор - похожий на вакуум-корректор на распределителе зажигания). На современных автомобилях всем этим "заведует" вездесущая электроника. А режимы движения водитель выбирает, пользуясь рукояткой многодиапазонного контроллера.
Как правило, контроллер располагается на тоннеле пола - вместо обычного рычага механической коробки. Но есть и другой вариант - "американский", с подрулевой рукояткой. Позиций у контроллера - минимум шесть. Дальняя от водителя (при "европейской" системе) - P, то есть "паркинг". Это стояночное положение, при котором автомобиль зафиксирован механическим трансмиссионным тормозом, а в самой коробке включена "нейтраль" (правда, не всегда, и об этом - позже). R - reverse - это задний ход, N - собственно нейтраль. D или A (drive) - это основной режим движения вперед, когда все передачи включаются последовательно, с первой по высшую при разгоне и обратно при торможении. Правда, бывают алгоритмы похитрее - например, на автомобилях Mercedes с четырехступенчатым "автоматом" в положении D движение начинается со второй передачи, а первая включается или принудительно, или при резком старте.
Следующие позиции контроллера - пониженные. Например, для четырехступенчатой коробки следующей за D будет позиция 3 или S - используются передачи с первой по третью, а на высшую "автомат" не переключается. Позиция 2 - первая и вторая передачи, а 1 или L (B) - первая передача для тяжелых условий движения, например, буксировки.
Встречаются системы, где высшая ступень (повышающая) включается отдельно - или особой позицией, или кнопкой на рукоятке контроллера. Маркируются такие позиции буквами O/D (overdrive) или D в кружочке, как у некоторых "американцев".
Современные автоматические трансмиссии с электронным управлением, имеют несколько режимов работы, переключаемых кнопкой рядом с контроллером. Режим E - экономичный, при нем электроника старается при разгоне удерживать обороты двигателя неизменными и почаще менять передачи. Режим S - спортивный или стандартный, при нем моменты переключений сдвигаются в зону оборотов побольше. На современных "автоматах" встречается и "зимний" режим, обозначенный снежинкой - при нем автомобиль трогается со второй передачи. Встречается и "механический" режим M - когда передачами можно управлять самостоятельно, "гоняя" их контроллером.
Режим принудительного понижения передачи - kick-down, который срабатывает при полностью нажатой педали газа. Так что при разгоне всегда можно скорректировать алгоритм переключения передач, "продавив" акселератор.
Завести двигатель на автомобиле с автоматической коробкой передач можно только в положениях P и N контроллера - в других позициях стартер блокируется. Чтобы начать движение, нужно при холостых оборотах двигателя нажать на тормозную педаль (на многих машинах без этого не включится передача), перевести рычаг в желаемую позицию - R, D или пониженные - и подождать характерного легкого толчка машины и снижения оборотов: это сработали фрикционы "автомата". После этого можно снимать ногу с тормоза и нажимать на педаль акселератора. Если снять ногу с газа в режиме движения, то при отрегулированных оборотах холостого хода автомобиль должен медленно катиться, так что припарковать машину можно, чуть-чуть приотпуская тормоза. Исправная гидромеханическая коробка должна включаться довольно быстро, с задержкой не более секунды, вовремя переключать передачи с небольшим толчком и без заметной пробуксовки.
Все переключения вперед-назад происходят через нейтраль, и при этом автомобиль должен быть неподвижен. Железное правило - сначала затормозить до полной остановки! И только тогда переходить через нейтраль. Это подчеркивается и конструкцией самого контроллера. Если его рычаг перемещается в одной плоскости, то на рукоятке обязательно есть кнопка выключения фиксатора, и если ее не нажать, то переключиться с "драйва" на "реверс" не позволит блокировка рычага. Иначе сделан контроллер Mercedes - его рычаг перемещается в двух плоскостях по зигзагообразной щели. Помимо блокировки, такая схема намного информативнее - о включенном режиме можно судить по боковому отклонению рычага.
Но, тем не менее, находятся желающие проверить, можно ли при движении вперед затормозить включением заднего хода и наоборот. Правда, эксперимент получается недешевый - стоимость ремонта автоматической коробки передач может перевалить за тысячу долларов...
Включать режим parking нужно только после полной остановки. механизм трансмиссионного тормоза имеет "защиту ": если перевести контроллер в положение P на ходу, раздается треск - это стопор тормоза отскакивает от зубчатого венца, преодолевая сопротивление пружины. Но, во-первых, тормозного момента он в таких условиях не создает, а во-вторых, треск может смениться хрустом - и стопор "прикажет долго жить". Но после полной остановки работает он эффективно - автомобиль на "паркинге" можно смело оставлять даже на подъемах. Правда, в таких случаях лучше сначала все же затянуть стояночный тормоз и потом в начале движения сперва включить нужный диапазон, а потом снять машину с "ручника" - иначе выключение "паркинга" будет сопровождаться гулким ударом по трансмиссии.
Ресурс автоматической трансмиссии можно продлить, выполняя довольно простые рекомендации. Например, очевидно, что любое переключение коробки через нейтраль заставляет работать все фрикционы, ленты и клапаны "по полной программе". Поэтому, начиная движение из "паркинга", лучше быстро "проскочить" рычагом задний ход - чтобы тот не успел включиться. То же самое относится к торможению - после полной остановки машины нужно сразу "перекинуть" контроллер через N и R в положение P. Поэтому же не следует у каждого светофора включать нейтраль, а еще (по многим соображениям) - не пользоваться накатом: диапазон N нужно практически исключить из числа рабочих. На кратковременных стоянках лучше держать машину тормозом, а на длительных - включать parking. Кстати, если при остановке у светофора автомобиль начинает рваться вперед с удвоенной энергией - значит заедает привод акселератора. Особенно часто это случается на старых карбюраторных машинах, и тогда привод нужно смазать, почистить и, может быть, усилить возвратную пружину.
Естественно, на ресурс автоматической коробки влияет и манера вождения. Ведь при переключении передач фрикционы и ленты работают под нагрузкой тем большей, чем выше обороты двигателя и его крутящий момент. Из этого следует простой вывод - чем меньше жмешь на газ, тем дольше проживет трансмиссия. Именно поэтому лучше пореже пользоваться режимом kick-down, а диапазоны на ходу переключать при отпущенной педали акселератора.
Стоит ли прогревать "автомат" перед началом движения? Ситуация здесь аналогична положению с двигателем - современные масла позволяют этого не делать. Исключение нужно сделать лишь для зимней эксплуатации, когда в сильные морозы лучше дать поработать машине на нейтрали несколько минут. Но в любом случае движение после долгой остановки лучше начинать с пониженных диапазонов трансмиссии, не давая при этом большой нагрузки двигателю - это продлит жизнь обоим.
В каких ситуациях обычно губят коробки? Помимо уже упоминавшегося переключения взад-вперед на ходу, самый типичный случай - долгая интенсивная пробуксовка в снегу, на льду или в грязи без включения пониженного диапазона. Если у машины нет системы контроля тяги (traction control) и достаточно мощный двигатель, то свободно крутящееся колесо как бы имитирует слишком быстрый разгон автомобиля, и гидромеханика честно старается успеть перебрать все передачи, а фрикционы и ленты при этом подгорают. Вдобавок бешеные нагрузки испытывает дифференциал - и часто их не выдерживает. Особенно опасны попытки выбраться из тяжелой ситуации, "раскачивая" машину взад-вперед переключениями ближних позиций R и D - так была загублена не одна трансмиссия дорогих джипов...
Еще одна плохая ситуация - буксировка автомобиля с неработающим двигателем. Это опасно для коробки! Ведь масляный насос приводится прямо от коленчатого вала, и даже при включенной нейтрали некоторые планетарные шестерни со своими фрикционами приводятся в движение от выходного вала без смазки. Так что лучше транспортировать неисправный автомобиль с "автоматом" или с полной погрузкой на эвакуатор, или подцепляя его ведущие колеса, чтобы они были приподняты. Ну а если это невозможно, то буксировать такую машину нужно "медленно и печально" - со скоростью не более 30-
совет - тщательно следить... за температурным режимом двигателя. коробка непосредственно сблокирована с мотором, а масляный радиатор (который, кстати, ни в коем случае нельзя "глушить", как в случае подтеканий иногда делают "гаражные умельцы") бок о бок с основным усиливает взаимосвязь. При сильном перегреве силового агрегата масло в коробке разжижается, и это может привести к задиру и подклиниванию масляного насоса. А чем грозит "гидромеханике" моментальная потеря давления на ходу - думаем, понятно.
Все очень просто - "автоматы" любят свежее масло и чистый фильтр. Но вместе с тем все не так уж просто. Во-первых, масло - вовсе и не масло (oil), а специальная жидкость (automatic transmission fluid - ATF), в минеральную основу которой введен богатейший пакет присадок. Каких в нем только нет - и антивспениваюших, и моющих, и смазывающих... А специальные добавки обеспечивают строго определенный коэффициент сцепления фрикционного покрытия колец и лент с металлом. Со временем длинные молекулярные цепочки этой присадки рвутся, и переключения начинают происходить не так плавно. Причем их распад происходит даже при хранении "на полке" - именно поэтому, покупая жидкость для замены, нужно смотреть на дату выпуска. Масло должно быть свежим...
Есть несколько стандартов на жидкость для автоматических трансмиссий - например, стандарты General Motors, Ford, Daimler-Benz... Всем им соответствует ATF, в названии которой есть слово DEXRON или упоминание о нем. Так что такое масло можно применять смело. Относительно других жидкостей полной ясности нет даже у специалистов, и со временем мы постараемся в этом разобраться. Но ни в коем случае нельзя лить в импортную гидромеханику неизвестные масла или отечественную "веретенку" и лиазовское масло (марки А) - желание сэкономить угробит коробку.
Уровень масла в "автомате" - это "святая святых", и следить за ним нужно соответственно. Недостаток жидкости в коробке приведет к задиру и подгоранию фрикционов, а избыток - к вспениванию жидкости, выбиванию ее из сапуна и, возможно, к течи сальников.
Проверка уровня : дав поработать машине в положении P на холостом ходу несколько минут, нужно, удерживая автомобиль тормозами, "прогнать" контроллер по всем позициям, делая на каждой паузу секунд в пять. И, вернув контроллер в "паркинг" и не выключая двигатель, проверить уровень масла по щупу. Но бывают автомобили, в которых режим parking не означает включенную нейтраль. Например, на старых автоматических коробках Chrysler, современных Dodge RAM, Jeep Grand Cherokee и переднеприводных Mitsubishi в позиции Р "закорачивается" масляная магистраль трансмиссии, то есть насос гонит масло обратно в картер! На таких машинах уровень нужно проверять в позиции N контроллера, а режимом parking пользоваться только при выключенном двигателе.
На холодном двигателе (и трансмиссии) уровень должен лежать между метками или на метке cold, на горячем - достигать верхней (hot). Если же измерять уровень в коробке при неработающем двигателе, то он окажется существенно выше, и это может ввести в роковое заблуждение.
Достав щуп из маслозаливной трубки, нужно оценить и состояние трансмиссионной жидкости - ее цвет, прозрачность и запах. Для этого, правда, нужно помнить первоначальный вид свежего масла, потому что бывает оно самых разных цветов и оттенков - красное, желтое, зеленое... Небольшое изменение цвета и запаха, в принципе, допускается, но если масло заметно потемнело или помутнело, то это сигнал к немедленной его замене и проверке состояния коробки.
Если на щупе пузырьки - значит уровень велик и жидкость вспенивается. А если в коробке вместо масла - беловатая эмульсия, значит туда попала вода: или пробит радиатор и масло смешивается с тосолом, или машину "утопили". Эту эмульсию надо немедленно слить, причем, скорее всего, коробку при этом придется разбирать. Дело в том, что масло из коробки и гидротрансформатора сливается не полностью - полтора-два литра обязательно остается. При обычной замене жидкости это не страшно, а вот оставшаяся там эмульсия смертельно опасна для коробки. Исключение составляют гидротрансформаторы Mercedes - в них заботливо предусмотрено сливное отверстие...
В принципе, масло следует менять раз в два года или через 30-40 тысяч километров пробега - что наступит раньше. При этом обязательно полагается сменить масляный фильтр - плоскую коробочку, доступ к которой открывается после снятия поддона картера, и прокладку. Обслуживание получается недешевым - фильтр обычно стоит порядка $40, прокладка - $20, а 4-
Иногда из меркантильных соображений идут на компромисс, затягивая сроки смены масла и оставляя его работать до потемнения - в этом случае все лежит на совести владельца. Что касается фильтра, то экономить на нем тоже не стоит. Забитый фильтр снижает давление в магистрали, это приводит к масляному голоданию ( к нему особенно чувствительны игольчатые подшипники "планетарки"), износ фрикционов становится еще больше, подгоревшая масса засоряет и так еле-еле живой фильтр - возникает лавинообразный процесс, и исход его ясен. Правда, фильтр с рабочим элементом из тонкой металлической сетки можно попробовать промыть, развальцевав корпус фильтра. Но картонный элемент промывке не поддается, и путь ему один - в мусорный ящик.
Не нужно откладывать надолго замену масла еще по одной причине. В "запущенной" коробке продукты износа фрикционов, не отфильтрованные как следует, оседают в картере и на стенках магистралей. Поддон картера при замене жидкости с фильтром, естественно, чистят вручную, а вот "потроха" коробки остаются нетронутыми. И моющие присадки свежего масла "бросаются в бой", вымывают грязь, и она... забивает новый фильтр! Это тоже надо иметь в виду.
Помимо гидравлики, внимание нужно уделять и механизмам управления. На автоматических коробках с тросовым приводом от акселератора нужно контролировать состояние троса - смазывать его и регулировать его длину. Иногда пробуксовку фрикционов и нечеткий алгоритм переключения передач можно устранить, просто подтянув привод. А заедание или обрыв троса могут стоить коробке жизни.
Если трансмиссия с вакуумным модулятором, то регулировать в нем нечего, но при его отказе (то есть повреждении мембраны) возникает очень неприятная ситуация - жидкость из коробки начинает подсасываться во впускной коллектор. Из трубы валит синий дым, владелец судорожно меряет компрессию в цилиндрах двигателя, а уровень масла в "автомате" становится все ниже и ниже... А надо всего лишь отсоединить от модулятора вакуумную трубку - и если внутри нее есть следы масла, то модулятор надо заменить.
И конечно, нужно следить за работоспособностью контроллера и всех электрических соединений.
На этом область неквалифицированного вмешательства заканчивается - серьезный ремонт гидромеханической трансмиссии лучше поручить специалистам. Не зная всех тонкостей, "автомат" загубить очень легко, даже при неграмотном снятии с машины или установке.
Диагностику неисправностей тоже нужно поручить профессионалам, ведь спектр возможных "клинических случаев" весьма обширен. Но один совет дать можно - при ухудшении динамики сначала надо проверить, не двигатель ли тому виной. Сделать это просто: если во время разгона с места двигатель резво набирает обороты, а машина трогается неохотно - барахлит "автомат". А если набор скорости и движение стрелки тахометра происходят одинаково вяло - значит трансмиссия здесь ни при чем, и нужно заниматься мотором.