Немного про АКПП

ТО КАК ЗВЕРЬ ОНА ЗАВОЕТ...
...То заплачет как дитя владелец автомобиля с автоматической коробкой передач, услышав завывания сложного и дорогостоящего агрегата. Правда, песню "кончающихся " планетарных шестерен "автомат" исполняет редко - обычно симптомы отказа другие. Например, переключение передач происходит слишком долго, с ощутимой пробуксовкой, а в салоне пахнет горелым. Или коробка отказывается переключаться на некоторые передачи, а то и вовсе бастует... Все возможные неисправности автоматической трансмиссии не перечислишь - ведь чем сложнее устройство, тем, как правило, чаще и разнообразнее поломки. Немудрено, что у нас больше любят автомобили с обычными механическими (ручными) коробками передач - они отличаются от современных автоматических трансмиссий примерно так же, как старый жигулевский карбюратор от системы распределенного впрыска... Но, тем не менее, свыше двух третей всех автомобилей в мире снабжено "автоматикой". Все больше становится их и в России. Что нужно знать владельцу об этом агрегате, чтобы продлить срок службы и ненароком не загубить "автомат"?
Лень - двигатель прогресса
Впервые широкое применение на серийных автомобилях гидромеханическая автоматическая коробка передач нашла в Соединенных Штатах, где, похоже, лень всегда подстегивала конструкторскую мысль особенно активно. Пионером массового применения "автоматики" стал концерн General Motors - в 1947 году на автомобилях Buick Roadmaster появилась двухступенчатая гидромеханическая трансмиссия DynaFlow. Американцы, словно обессилев от топтания педали сцепления и дергания рычагом механической КПП, с радостью приветствовали новинку. На следующий год примеру Buick последовали другие, и - пошло-поехало. Сегодня "гидромеханика" безраздельно господствует среди автоматических трансмиссий, почти вытеснив другие схемы - например, бесступенчатый вариатор с клиновидным ремнем, применявшийся на голландских малютках DAF, а теперь реанимированный конструкторами Nissan на малышке Micra, и другие экзотические варианты.
Если заглянуть внутрь...
Конструктивно все гидромеханические коробки передач выполнены по-разному, но принцип их работы одинаков. Все подчинено главной цели - по возможности более плавно изменять передаточное число транс-миссии 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.
Но, увы, "играть" плавным изменением крутящего момента можно лишь в небольших пределах - иначе сильно упадет КПД гидропередачи, ухудшится динамика и экономичность автомобиля. Поэтому 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 полно-поточный фильтр (о котором знают не все), 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.
Крепче за контроллер держись, шофер
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 автомо-билях 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 переклю-чается. 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".
Ну и наконец, современные автоматические трансмиссии с электронным управлением, как правило, 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 пере-дачи. Режим S - спортивный или стандартный, при нем моменты переключений сдвигаются в зону оборотов по-больше. 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.
И обязательно есть 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.
Поехали!
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), пере-вести 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 опять же только после полной остановки. Конечно, механизм трансмиссионного тормоза имеет "защиту от дурака": 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.
На этом закончим перечисление правил, подлежащих неукоснительному соблюдению, и перейдем к полезным советам...
Желаем долгих лет жизни
Ресурс автоматической трансмиссии можно продлить, выполняя довольно простые рекомендации. На-пример, 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. И здесь действует нехитрое правило: едешь "на все деньги" - копи их на ремонт коробки!
• 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 луч-ше 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 "криминогенная" ситуация - буксировка автомобиля с неработающим двигателем. Это смертельно 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 30-40 км/ч на небольшие, по возможности, расстояния. И конечно, на нейтрали. При этом лучше долить в коробку лишних пару литров масла - чтобы "потроха" смазывались хотя бы разбрызгиванием. Потом не забудьте удалить излишки!
• А что делать, если движок "сдох" вдали от дома?
Нужно или "оживлять" его на месте, или попытаться отсоединить от ведущих колес карданный вал или приводы...
И совершенно абсурдно расхожее мнение, что заглохший двигатель на машине с "автоматом" можно за-вести с ходу, хорошенько разогнав его на нейтрали и включив "первый" диапазон! Движок-то, может быть, и за-ведется - но за счет сухого трения и задира фрикционов. Зато коробка может "заглохнуть" надолго...
И последний совет "на выживание" - тщательно следить... за температурным режимом двигателя. Да-да, мы не оговорились! Ведь коробка непосредственно сблокирована с мотором, а масляный радиатор (кото-рый, 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.
Теперь поговорим о том, в чем нуждается любой агрегат автомобиля - об уходе и обслуживании.
Что любят "автоматы"?
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...
Что касается сортов, то тут дело посложнее. 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 - это целый ритуал. Выглядит он так: 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 (об этом упоминалось в начале статьи). 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 4-8 литров масла по $5-6 за литр - это еще $20- 50. Кстати, объем масла в автоматических трансмиссиях больших "американцев" может достигать 18 литров! Но, опять же, по-скольку масло из коробки сливается не полностью, то при обычной замене вытекает чуть больше половины всего объема. 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 не-тронутыми. 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 модуля-тора 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.
"Автомат" или "механика"?
Так все-таки годится автоматическая коробка передач для России или нет? Оставляя право выбора читателю, попробуем перечислить некоторые плюсы и минусы автомобилей с "автоматикой".
Для любителей спокойной и комфортной езды автоматическая коробка - бесценный агрегат. Левая нога вообще отдыхает, правую руку можно с руля не снимать - красота! Особенно нравится это дамам и начинающим водителям, для которых самое сложное - научиться, не отвлекаясь от управления, вовремя и правильно переключать передачи. Очень удобен "автомат" в городских потоках и тем более в пробках, которые в Москве становятся явлением повседневным.
За это приходится платить в прямом смысле. Помимо эксплуатационных расходов на масло и фильтры, о которых мы уже говорили, машина с гидромеханической трансмиссией более "прожорлива" - расход топлива в среднем процентов на 10 больше, чем у собрата с механической коробкой передач. Правда, поскольку прямой связи между колесами и коленчатым валом нет, то ударные нагрузки на двигатель намного меньше, и это продлевает его ресурс.
Но насколько удобен "автомат" для новичков и людей, предпочитающих спокойный стиль езды, настолько мешает он активным водителям, для которых главное - сам процесс управления, чувство слитности и взаимопонимания с машиной. Виной тому - некоторые характерные особенности гидромеханической трансмиссии. Например, передача крутящего и тормозного моментов на ведущие колеса неизбежно задемпфирована гидротрансформатором. И поэтому в сложных условиях, например, зимой, плавно тронуться, избегая пробуксовки, можно только имитируя работу системы traction control - нажимая левой ногой на педаль тормоза. Хуже и раз-гонная динамика машины с "автоматом", несмотря на довольно быстрое переключение передач. Но самый большой недостаток - это жесткий, не всегда оптимальный, не адаптируемый к условиям движения алгоритм переключения, "зашитый" в систему управления. Из-за этого, например, также резко падает эффективность торможения двигателем - а насколько это важно зимой, не говоря уже о движении в предельных режимах, понятно. Конечно, бороться с этим можно, вручную "подтыкая" пониженные диапазоны и включая "спортивный" режим в коробках с электронным управлением. Так же - заранее понижая передачу контроллером - можно опережать неторопливый kick-down, "задумчивость" которого часто мешает при напряженных обгонах.
А современные автоматические коробки снабжены блокируемыми почти на всех передачах гидротрансформаторами (исключение составляет лишь консервативный Mercedes), что приближает, конечно, "автомат" к механической коробке. Идут разработки и адаптируемых алгоритмов переключения передач.
Словом, некоторые компромиссы между "автоматом" и активным водителем все-таки возможны. Но для истинных ценителей и автомобильных гурманов, получающих наслаждение от полной власти над машиной, альтернативы механической коробке передач пока нет. Да и не нужно...

Автор благодарит специалистов московских фирм ATG и Центр AT за помощь и предоставленную информацию.
Л. ГОЛОВАНОВ