Автомобильная техника непрерывно развивается. Конструкторы совершенствуют устройство автомобилей, применяют новые узлы, чтобы улучшить технические характеристики транспорта, повысить комфорт для водителя.
На определенном этапе развития разработчики придумали и внедрили коробку передач автомат, создав механизм, значительно упростивший управление машиной. Но кто именно это сделал и когда?
Кто изобрел первую автоматическую коробку
Коробка передач – важный элемент в современном автомобиле. Изобретение автомата открыло новые возможности развития автомобильной техники. Применение этого устройства не только повысило удобство вождения, но и безопасность.
Патент первой в мире автоматической коробки зарегистрирован изобретателем из США Асатуром Сарафяном в 1935 году. Этот конструктор, более известный под именем Оскара Бэнкера, придумал прообраз современной АКПП, объединив в единый механизм гидротрансформатор с планетарным редуктором.
Сарафян принадлежит к армянским переселенцам. Он родился в 1895 году в Османской Империи. В Америку семья будущего изобретателя была вынуждена переехать, спасаясь от геноцида армян, развязанного турками. Поселившись в Чикаго, Сарафян сменил фамилию на Бэнкера.
Автоматическая коробка передач – не единственное детище талантливого инженера. Ему удалось создать еще несколько полезных устройств – цветной принтер, бензиновый насос и другие механизмы.
История создания автоматической коробки
Появление коробки автомата не состоялось бы без гидротрансформатора. Этот узел первоначально применяли в судостроении, когда на смену маломощным паровым двигателям в конце 19 века пришли оборотистые турбины. Этот тип двигателя предусматривал прямое соединение с винтом, что вызвало определенные технические сложности.
Немецкий инженер Феттингер предложил идею гидравлического агрегата, с совмещением внутри единого корпуса лопастных колес гидродинамической передачи, насоса, турбины и реактора.
Конструкция запатентованного в 1902 году гидротрансформатора обеспечивала КПД более 90%, что позволило применять этот узел для судов.
Первые авто с АКПП
Впервые в автомобилестроении гидротрансформатор предложили использовать братья Стартевенты. Изобретатели в 1904 году предложили идею прообраза коробки автомата.
Конструкция этой коробки предусматривала две передачи. Прототип был усовершенствованной механикой, где скорости переключались автоматически, став прообразом современной роботизированной коробки. Но уровень развития производства в те времена не позволял наладить серийный выпуск таких механизмов, и идея оказалась не востребованной.
Следующая версия коробки автомат – механизм, установленный компанией Ford на легендарную модель T. Конструкторы оснастили машину двухступенчатой трансмиссией, возможности которой включали дополнительно реверсную передачу. Переключать скорости нужно было педалями.
Первую полноценную роботизированную коробку реализовала фирма Рео на автомобилях General Motors, применив автоматизированное сцепление для механики. Спустя некоторое время, механизм адаптировали с планетарным редуктором. Это максимально приблизило конструкторов к созданию автоматической трансмиссии.
Применение планетарной передачи – оптимальное решение для коробки автомата. Этот узел эффективно изменяет передаточное отношение, позволяет управлять направлением вращения вала на выходе из трансмиссии.
При работе устройства задействованы относительно небольшие усилия, а роль исполнительных механизмов играют фрикционные и тормозные диски. Зубчатые соединения планетарного редуктора пребывают в непрерывном зацеплении. Это исключает необходимость выравнивания скоростей отдельных деталей системы.
На начальном этапе развития, в первой половине 20 века, главной проблемой было отсутствие сервоприводов, чтобы изменять характеристики зубчатых передач. Качественный скачок произошел только в середине прошлого столетия. В массовое производство роботизированная коробка внедрена уже в 21 веке.
Прообраз современной гидромеханической коробки предложила в 1940 году компания General Motors. Такими трансмиссиями оснащали модели Кадиллаков, Понтиаков и других машин.
Устройство и принцип работы автомата
Современная коробка автомат отличается сложным конструктивным устройством и состоит из:
- гидротрансформатора;
- планетарного редуктора;
- электронного блока управления;
- фрикционных и обгонной муфт;
- гидравлического блока;
- ленточного тормоза;
- маслонасоса;
- корпуса.
Роль сцепления выполняет гидротрансформатор, создающий давление масла и передающий вращающий момент на трансмиссию от двигателя, без кинематической связи этих агрегатов.
Соленоиды гидроблока, по командам электронного блока управления, передвигают шестерни планетарной передачи и управляют фрикционными дисками, обеспечивая передаточное отношение, исходя из условий движения.
Особенности автомобиля с автоматической трансмиссией
В автомобиле с автоматической трансмиссией водителю не нужно вручную переключать передачи. Механизм сам определяет оптимальное передаточное число, с учетом скорости и текущей нагрузки.
Водителю достаточно поставить селектор в нужную позицию, не отвлекаясь в дальнейшем на переключение скоростей.
Режимы коробки автомата:
- Драйв – для движения вперед.
- Реверс – для заднего хода.
- Нейтраль – рассоединяет двигатель и трансмиссию.
- Паркинг – парковочный. Включают при размещении машины на стоянку.
В отдельных моделях предусмотрены дополнительные режимы:
- Овердрайв – повышенная передача.
- Мануал – аналог ручного управления, и др.
Сравнение автоматической и механической коробок
В отличие от механики, автомат более вариативен. Механизм сам подстраивается под манеру вождения водителя, автоматически регулирует передаточное отношение, обеспечивая плавность езды.
Но это устройство дороже в обслуживании, чем МКПП, поскольку требует применения и регулярной замены специализированной смазочной жидкости. В условиях города машина с автоматом расходует больше топлива, чем механика.
Для каждого из механизмов характерны свои преимущества и недостатки. Но управлять автомобилем с коробкой автомат проще, чем при ручном переключении передач, что обеспечивает высокий уровень комфорта для водителя.
Дальнейшее развитие АКПП
После изобретения первых версий автоматических коробок, конструкция этих механизмов получила дальнейшее развитие. Инженеры создали несколько вариантов трансмиссий. Все их сегодня используют в современных автомобилях. Причем работа этих АКПП основана на разных принципах.
Гидромеханические трансмиссии
В гидромеханической трансмиссии традиционное сцепление заменяет гидротрансформатор. Передачи переключаются автоматически, без участия водителя, при управлении работой механизма гидроблоком. Он изменяет позиции шестерен планетарного редуктора и фрикционных дисков, в зависимости от нагрузки на двигатель и скорости движения.
Роботизированные коробки
Роботизированная коробка передач – усовершенствованная механика, конструкция которой позволяет переключать скорости без участия водителя. Этот механизм предусматривает одно или два сцепления. Во втором случае возможно переключение скоростей без разрыва потока мощности.
Такой механизм относительно недорогой в производстве, экономно расходует топливо, обеспечивает динамичный разгон. Но комфорт управления несопоставим с гидромеханическим автоматом, поскольку робот не всегда своевременно реагирует на изменения условий движения при подборе передачи, что вызывает рывки и толчки.
В современных автомобилях применяют разные виды АКПП. Изобретение этих устройств упростило жизнь водителям, избавив от необходимости ручного переключения скоростей.
Но с момента, когда изобрели первую автоматическую коробку передач, развитие автомобильной техники прошло сложный путь, на котором разработчикам пришлось решить немало технических проблем.
Сохраните полезную статью в закладках, чтобы она всегда была под рукой.
