Автоликбез или устройство автомобиля для чайников

Подобно тому, как в механической КПП я начал со сцепления, в автоматической КПП я начну с того, что выполняет его функцию - с гидротрансформатора.
Гидротрансформатор является одним из видов гидромуфты (устройства, передающего крутящий момент не напрямую, а через трение о жидкость), которая позволяет двигателю вращаться независимо от трансмиссии. Если двигатель вращается медленно, например, когда автомобиль работает на холостом ходу на красном сигнале светофора, количество крутящего момента, который передаётся через гидротрансформатор, очень мало, и его достаточно, чтобы удержать автомобиль на месте путём лишь лёгкого давления на тормозную педаль.
Гидротрансформатор состоит из 3-х основных элементов
1. Насосное колесо - жестко соединено с корпусом гидротрансформатора, который в свою очередь жестко соединен с маховиком двигателя и коленчатым валом.
2. Турбинное колесо - жестко соединено с входным валом коробки передач
3. Статор или реактор - самая загадочная часть гидротрансформатора, которая отличает его от гидромуфты. В обычной гидромуфте крутящий момент передается от насоса к турбине через масло, то есть не жестко, а с проскальзыванием. За счет этого КПД такой муфты не велик, т.к. часть энергии тратится на проскальзывание.
Принцип действия:
Насос внутри гидротрансформатора является одним из видов центробежных насосов. В то время как он вращается, жидкость движется направленно от центра к краям, примерно как вращающийся барабан стиральной машины во время отжима бросает воду и одежду по своим стенкам. В то же время, так как жидкость устремляется от центра, в это центре создаётся вакуум, который привлекает ещё больше жидкости.
Затем жидкость поступает в лопасти турбины, которая связана с передачей. Именно турбина заставляет передачу крутиться, что в основном и приводит в движение Ваш автомобиль. Так как же жидкость (точнее, масло) поступает из насоса к турбине?! Дело в том, что в то время, как жидкость эта устремляется от центра к краям насоса, она встречает на своём пути лопасти насоса, которые направлены таким образом, что жидкость рикошетит о них и направляется уже вдоль оси вращения насоса прочь от него - к турбине, которая как раз и расположена напротив насоса.
Лопасти турбины также немного искривлены. Это означает, что жидкость, которая поступает в турбину снаружи, должна изменить своё направление, переместившись в центр турбины. Именно это направленное изменение вызывает вращение турбины.
Чтобы ещё проще представить принцип работы гидротрансформатора, представим ситуацию с расположенными друг напротив друга на небольшом расстоянии (допустим, около одного метра) комнатными вентиляторами и направленными друг напротив друга - если включить один из вентиляторов, то он за счёт своих искривлённых лопастей погонит воздух от себя к вентилятору, который стоит напротив него, а тот, в свою очередь, начнёт вращаться, потому как его лопасти также искривлены и поток воздуха толкает их все в какую-либо одну сторону (именно в ту сторону, в какую и начнёт вращаться вал вентилятора).
Но мы всё ещё двигаемся далее: жидкость выходит из турбины в её центре, двигаясь опять же в другом - противоположном направлении, чем то, в котором она когда-то вошла в турбину - то есть снова по направлению к насосу. И вот здесь заключается большая проблема - дело в том, что по своей конструкции (точнее, по конструкции своих лопастей, насос и турбина вращаются в противоположные стороны, и, если жидкости будет разрешено попасть обратно в насос, то это будет сильно замедлять двигатель. Вот почему гидротрансформатор имеет статор, который, благодаря своей конструкции, изменяет направление движения масла, и, таким образом, остаточная энергия, которая возвращается от турбины к насосу, идёт в дело - немного помогая двигателю раскручивать насос. Наглядно себе это представить можно на примете тех же 2-х вентиляторов. Если поток воздуха, который прошел через ведомый вентилятор перенаправить на ведущий вентилятор сзади, образуя петлю обратной связи, то он будет как бы дополнительно помогать его работе. Этот эффект как раз и позволяет усиливать крутящий момент на турбине. В англоязычной литературе гидротрансформатор так и называется: Torque converter - конвертер крутящего момента.
Важно отметить, что скорость вращения турбины никогда не будет равной скорости вращения насоса, а КПД в гидротрансформаторе даже близко не будет стоять к механическим шестерёнчатым механизмам, передающим крутящий момент. Именно поэтому у автомобиля с АКПП значительно более высокий расход топлива. Для борьбы с этим эффектом, большинство автомобилей имеет гидротрансформатор, снабжённый блокировочной муфтой . Когда требуется, чтобы две половинки гидротрансформатора (насос и турбина) вращались с одинаковой скоростью (это происходит, например, когда автомобиль движется на высокой скорости), блокировочная муфта блокирует их вместе намертво, что исключает проскальзывание насоса относительно турбины и, таким образом, повышает эффективность расхода топлива. Так же стоит отметить, что на большой скорости, когда скорости вращения насоса и турбины будут примерно равны, статор начал бы уже мешать свободной циркуляции масла от насоса к турбине. Для этого он закреплен не жестко относительно корпуса КПП, а на обгонной муфте (в одну сторону вращается свободно, в другую клинит). Когда поток масла направлен на рабочую поверхность крыльчатки статора, то он работает, как было сказано выше. Когда турбина раскручивается, поток масла начинает давить на тыльную сторону его крыльчатки и в этот момент обгонная муфта расклинивает и статор начинает свободно вращаться в ту же сторону, что и турбина не мешая потоку масла.
Несмотря на явные недостатки гидротрансформатора, данная конструкция зарекомендовала себя, как исключительно надежная. Надежнее пока, на мой взгляд, ничего не придумали.
Сказано много и не понятно)) Ниже я привел видео, где все это показано наглядно, но без комментариев.

Тут я буду краток. Картинки и видео довольно сложны в понимании, а на словах схема довольно проста.
Роботизированная коробка передач состоит из двух основных узлов:
Механической коробки передач и исполнительного механизма автоматизированного переключения передач.
иными словами, это та же самая МКПП со сцеплением, выжим сцепления и переключения передач в которой берут на себя автоматизированные механизмы.
Плюсы: простота конструкции, дешевизна.
Минусы: большие провалы при переключении передач.
В настоящее время такие КПП постепенно вытесняются перселективными коробками передач.
Преселективные КПП представляют собой развитие роботизированных КПП.
Особенностью данной коробки передач является то, что имеется два отдельных вала для чётных и нечётных передач, каждый из которых управляется своим сцеплением. Это позволяет предварительно переключить зубчатые колёса очередной передачи, после чего почти мгновенно переключить сцепления, при этом разрыва крутящего момента не происходит. Схема работы представлена на рисунке.
Достоинства: минимальное время переключения передач
Недостатков куча: сложность конструкции, дороговизна, дороговизна в обслуживании, склонность к перегреву. Короче, нужен ли вам этот геморрой?))
Разные производители называют их по-разному, но наиболее яркий представитель - это DSG от VolksWagen.