Блокировка гидротрансформатора АКПП – в этой статье мы разберем, что представляет собой блокировка гидротрансформатора в автоматической коробке передач, как она работает, и какие могут быть ошибки и проблемы с этой системой. Мы также рассмотрим устройство, муфту, соленоиды и электромагнитные клапаны, связанные с блокировкой гидротрансформатора.
Установка блокировки гидротрансформатора в автоматической коробке передач, позволяющей упрочить соединение между насосным и турбинным колесами, способствует сокращению расхода топлива. Экономичность достигается путем ликвидации потерь гидравлической энергии при перекачке масла. Алгоритм активации блокировки определяется конструкцией самой коробки передач. В современных механизмах управление этим процессом осуществляется с помощью электроники.
- Что такое гидротрансформатор
- Блокировка гидротрансформатора АКПП
- Устройство и принцип работы ГТ
- Особенности применения ГТ
- Возможные неисправности гидротрансформатора и системы блокировки
- Признаки неисправности
- Изменения в поведении АКПП
- Звуковые симптомы и дополнительные признаки
- Причины неисправности гидротрансформатора
- Фрикционные пары и лопатки лопастей
- Износ подшипников и потеря свойств трансмиссионного масла
- Разрушение сальников и блокировка гидротрансформаторов
- Обрыв соединения с валом АКПП и неполадки в работе обгонной муфты
- Чем опасна неисправность муфты блокировки ГТ
- Как проверить работоспособность гидротрансформатора
- Проверка сканером
- Stall-test
- Что будет, если ездить без блокировки гидротрансформатора
- Ремонт гидротрансформатора
- Как продлить срок службы ГТ
Что такое гидротрансформатор
Гидротрансформатор, предназначенный для передачи крутящего момента, был изобретен более ста лет назад. Это устройство существенно эволюционировало со временем и сегодня широко используется в различных отраслях промышленности, включая автомобильную. Идею гидротрансформатора впервые воплотил немецкий инженер Герман Феттингер в 1905 году, создав механизм, названный им гидромуфтой.
Изначально предназначенный для судов, гидротрансформатор использует рециркуляцию жидкости для передачи крутящего момента через пару лопастных колес. Это позволяет устранить обратную нагрузку на двигатель и его соединительные элементы, обеспечивая более гибкое управление и повышенный комфорт.
Компания General Motors выпустила первый автомобиль с гидротрансформатором, модель Oldsmobile Custom 8 Cruiser, в 1939 году. Позже подобные устройства стали широко применяться и в других личных транспортных средствах. В настоящее время гидротрансформаторы являются неотъемлемой частью автоматических коробок передач и часто называются “бубликами” из-за их особой геометрии.
СОВЕТУЕМ ПРОЧИТАТЬ: АКПП AWF21
Блокировка гидротрансформатора АКПП
Блокировка гидротрансформатора является эффективным методом повышения КПД и экономичности гидромеханических коробок передач. При включении блокировки гидротрансформатора крутящий момент передается от двигателя прямо на планетарный ряд передач. Это происходит за счет синхронизации вращения входного и выходного вала коробки передач. В результате передача момента осуществляется механически без участия гидравлики ГТР.
Блокировка ГТ активируется только на прямой или повышенной передаче и способствует снижению температуры трансмиссионной жидкости, что улучшает топливную экономичность трансмиссии и предотвращает потери крутящего момента.
Интересно, что практически во всех современных автоматических коробках передач количество передач превышает количество передач в механических КПП. Это позволяет увеличить динамику автомобиля и обеспечить более плавное переключение, не требуя длительного разгона автомобиля.
Блокировка включается и выключается бесшумно, не привлекая внимание водителя и пассажиров. Для соединения внутри механизма применяются фрикционные накладки. Момент активации блокировки ГТ определяется электронным устройством, что позволяет уменьшить расход топлива в любом режиме движения.
Устройство и принцип работы ГТ
Металлический герметичный корпус гидротрансформатора содержит подвижные колеса и статор, а также присутствует частичное заполнение маслом. Это масло участвует в передаче крутящего момента и охлаждается в теплообменнике АКПП. Гидравлическая система гидротрансформатора объединена с контуром переключения передач. Кроме того, система принудительной блокировки гидротрансформатора представлена отдельной муфтой, расположенной после турбины.
Гидротрансформатор в АКПП состоит из нескольких ключевых компонентов, включая:
- насосное колесо,
- турбинное колесо,
- муфту свободного хода,
- колесо реактора,
- сцепление блокировки.
Сцепление блокировки активируется через гидравлическую систему управления.
Современные автомобили стараются включать блокировку гидротрансформатора как можно раньше, обычно на частоте вращения двигателя от 1200 до 1500 оборотов в минуту. Однако на такой частоте существует риск вибраций из-за неравномерной работы двигателя. Поэтому блокировка включается не полностью, а частично, и вибрации подавляются гидравлической связью между колесами гидротрансформатора. Крутящий момент передается двумя потоками – частично через сцепление, а частично через колеса гидротрансформатора. По мере увеличения частоты вращения двигателя доля крутящего момента, передаваемая сцеплением, возрастает, и достигает 100% примерно при 1800-2000 оборотах в минуту, когда неравномерность вращения двигателя практически отсутствует. Этот режим работы называется скользящей или частичной блокировкой.
Можно выделить три режима работы автоматической коробки передач с блокируемым гидротрансформатором:
- с отключенным сцеплением и полной передачей мощности потоками масла;
- с частичной блокировкой (или проскальзыванием);
- с включенной блокировкой и механическим способом передачи мощности.
Система блокировки вступает в действие при переключении на новую передачу с повышением или понижением скорости. В момент переключения гидравлику разрывает муфта, затем блокировка медленно включается после включения следующей передачи.
В современных городских условиях с постоянными разгонами и торможениями система блокировки в автоматической коробке передач (АКПП) работает в жестком режиме, что повышает КПД трансмиссии.
Чтобы увеличить время работы и допустимый крутящий момент, муфта блокировки может быть оснащена промежуточным диском с фрикционными накладками. Этот диск прочно соединен с турбинной секцией и размещен между нажимным диском системы блокировки и корпусом гидротрансформатора.
При включении поток мощности передается через оба конца дополнительного диска к турбинному колесу и первичному валу АКПП. Когда муфта разомкнута, масло передает крутящий момент от насоса к турбине, а затем через клапан в теплообменник.
Для активации блокировки в гидравлической системе коробки передач используется специальный устройство – распределительный соленоид с регулятором давления. Переключение направления потока позволяет запустить процесс замыкания муфты, который может быть выполнен как в режиме небольшого пробуксовывания, так и в полной мере, либо отключить блокировку совсем.
ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ: АКПП AUDI
Особенности применения ГТ
Давайте рассмотрим, как гидротрансформатор упрощает управление автомобилем. Предположим, вы двигаетесь по ровной дороге, а затем вам встречается подъем. Поскольку увеличивается нагрузка на ведущие колеса, автомобиль замедляет скорость, и частота вращения турбины уменьшается. При этом гидравлическое сопротивление уменьшается, и скорость циркуляции трансмиссионного масла в гидротрансформаторе увеличивается. Это приводит к увеличению передаваемого валу турбины крутящего момента.
Вы заметите, что пока лопастные колеса не синхронизируются, автомобиль будет двигаться, как будто вы переключили передачу на более низкую, подобно тому, как это делается в машинах с механической коробкой передач.
Интересно, что гидротрансформатор может преобразовывать крутящий момент слишком много раз, что может вызывать вопросы. Жидкость может продолжать увеличивать свою скорость вращения, даже когда необходимая скорость уже достигнута. В таких случаях вступает в игру механизм блокировки, который создает жесткую связь между ведущим и ведомым валом. Это позволяет снизить потери мощности. При этом гидротрансформатор не увеличивает расход топлива, как до, так и после блокировки.
Исходя из этого, возникает вопрос: зачем вообще присоединять гидротрансформатор в АКПП, если он уже способен самостоятельно изменять крутящий момент? Дело в том, что коэффициент изменения крутящего момента у этого устройства составляет от 2,0 до 3,5 (обычно 2,4). Этот диапазон не соответствует требуемым передаточным числам, необходимым для эффективной работы автомобильной трансмиссии. Кроме того, гидротрансформатор не способен помочь в случаях движения задним ходом или когда ведущие колеса отсоединены от двигателя.
Возможные неисправности гидротрансформатора и системы блокировки
Чаще всего поломки блокировки муфты связаны с естественным износом накладок. Мелкая пыль, смешиваясь с маслом в тренировочной зоне, частично удаляется с помощью фильтра. Если толщина фрикционного слоя становится недостаточной, возникает проблема изнурения из-за некорректной пробуксовки.
В гидротрансформаторе может возникать износ лопаток вращающихся частей и статора, нарушение герметичности сальников или появление люфта в подшипниках. Чаще всего, при работе неисправного ГТ возникают вибрации или посторонние шумы. Проблема особенно заметна при скоростях до 50-60 км/ч.
Ремонт гидротрансформатора проводится в мастерской. Там профессионалы могут разрезать, варить и отбалансировать корпус.
РЕКОМЕНДУЕМ К ПРОЧТЕНИЮ: АКПП RE0F11A
Признаки неисправности
Основные признаки поломки гидротрансформатора или муфты блокировки:
- Появление постоянной вибрации при движении со скоростью до 50-80 км/ч. При дальнейшем увеличении скорости проблема исчезает. Вибрация может возникать при эксплуатации автомобиля в сложных дорожных условиях или при использовании прицепа. Дополнительная нагрузка вызывает нештатную работу изношенного гидротрансформатора. В перспективе проблема будет становиться заметной и при нормальных условиях движения.
- Появление рывков при движении с постоянной скоростью или при опущенной педали газа (в режиме двигателя, замедленного обогащения). Возможно прекращение работы двигателя при переключении передач или на скорости из-за значительной нагрузки.
Если вы заметите первые признаки проблем с гидротрансформатором, осуществите его диагностику и восстановление. В противном случае, продолжая использовать данный узел, можно нанести непоправимый ущерб автоматической коробке передач.
Выявить неисправности гидротрансформатора сложно, так как они могут быть спутаны с поломками других компонентов АКПП. Определить причину неправильной работы возможно только в условиях автосервиса.
Изменения в поведении АКПП
При возникновении неисправности в гидротрансформаторе происходит изменение характеристик трансмиссии автомобиля. Например, при начале движения муфта может пробуксовывать в течение 2-3 секунд, однако затем жидкость начинает приводить в действие турбинное колесо. Данная неисправность более заметна на коробках передач, у которых алгоритм работы рассчитан на движение со второй передачи. Также возможно снижение динамики разгона, независимо от включенной передачи.
В большинстве случаев, после прогрева жидкости и деталей конструкции, функционирование АКПП стабилизируется.
Звуковые симптомы и дополнительные признаки
При возникновении неисправности системы блокировки гидротрансформатора иногда возникает однообразный шум, который может быть слышен при переключении передач. Индикация на экране бортового компьютера в сочетании с приборами позволяет легко отследить момент повышения или понижения передачи.
Иногда посторонний шум сопровождается вибрацией, которая исчезает по мере увеличения скорости.
Причины неисправности гидротрансформатора
| Причины | Описание |
|---|---|
| Застопорившийся соленоид | Одной из наиболее частых причин неправильной работы муфты является застопорившийся соленоид, ответственный за блокировку гидротрансформатора, расположенный в гидроблоке. Из-за загрязнения частицами от фрикционных накладок, механическая и электрическая части клапана подвергаются воздействию масла. |
| Износ накладок | Блокировка гидротрансформатора может сломаться из-за ускоренного износа накладок, особенно при резком разгоне. Нагрузки в переходном режиме частичной блокировки и повышенные обороты способствуют этому. Пыль, попадающая в масло, вызывает заклинивание клапана блокировки и каналов для циркуляции жидкости в гидроблоке. |
| Вымывание прокладок до клеевого слоя | В некоторых случаях возможно вымывание прокладок до клеевого слоя, что еще больше загрязняет гидравлическую систему. Кроме того, к неправильной работе блокировки добавляются толчки при переключении скоростей, которые происходят из-за несинхронной работы фрикционных пакетов. |
| Мощность двигателя и вес автомобиля | Длительность работы блокировки зависит от мощности двигателя и веса автомобиля. Тяжелые автомобили, такие как Range Rover или Toyota Land Cruiser Prado 120-series и последующих моделей с бензиновыми двигателями, активно изнашивают фрикционные прокладки при интенсивном разгоне. |
| Неправильная работа клапана в гидроблоке | Неправильная работа клапана в гидроблоке влияет на функционирование и срок службы блокировки. Поломка гидротрансформатора часто является следствием или причиной поломки других узлов в автоматической коробке передач. |
Существуют и другие причины поломок ГТ.
Фрикционные пары и лопатки лопастей
В гидротрансформаторе, кроме того, что фрикционные накладки выходят из строя, также имеют место разрушение лопастей, находящихся на колесах и статоре. Попадание изношенной блокировочной муфты пыли в масло и перегрев ускоряют процесс разрушения.
Если теплообменник забит грязью, то он не может обеспечить постоянную циркуляцию и охлаждение масла. Деформированные лопасти приводят к дисбалансу насоса или турбины. Из-за вибрации страдают подшипники, а металлическая пыль засоряет гидравлику автоматической коробки передач.
Таким образом, гидротрансформатор и фрикционы подвержены не только износу, но и другим видам повреждений, что сказывается на работоспособности всей системы.
Износ подшипников и потеря свойств трансмиссионного масла
Одной из причин раннего износа опор турбинного и насосного колес является наличие пыли от накладок. Возможно также появление вибраций и шума, которые могут исчезнуть после прогрева коробки или при увеличении оборотов двигателя. Производители устанавливают ресурс масла в АКПП в диапазоне от 60 до 100 тыс. км. Некоторые марки автомобилей вообще не требуют замены жидкости в процессе эксплуатации. Для продления срока службы коробки до капитального ремонта необходимо обеспечивать максимальную чистоту масла. Рекомендуется изменять жидкость не реже, чем через каждые 40-60 тыс. км. Сокращение интервала до 15-20 тыс. км будет только в пользу коробке передач.
Помутнение масла или наличие посторонних механических включений в жидкости указывают на необходимость немедленного обслуживания.
Разрушение сальников и блокировка гидротрансформаторов
Если в гидротрансформаторе установлены уплотнители из устойчивого к перегреву эластичного пластика или маслостойкой резины, они могут разрушиться в результате перегрева или под воздействием загрязненного масла. В результате этого возникает утечка, которая приводит к снижению давления в гидравлической системе, а коробка передач работает с перебоями или переключается в аварийный режим.
В прошлом, муфта блокировки в старом типе коробок передач имела механический привод, но с конца 1980-х годов управление стало электронным. Введение режима частичного включения системы позволяет повысить экономичность автомобиля и также ускоряет истирание фрикционных накладок.
Рекомендуется проводить ежегодную частичную замену масла в картере или выполнить ее через каждые 15-20 тысяч километров, чтобы удалить пыль. В том же самом времени следует установить новый фильтр (если возможно, без снятия и разборки коробки).
Обрыв соединения с валом АКПП и неполадки в работе обгонной муфты
Редко возникает проблема разрыва механической связи гидротрансформатора с валом в коробке передач. В таком случае двигатель может работать, но автомобиль не двигается, независимо от положения селектора.
Иногда сломанный вал или шлицы могут заблокировать вращение коленчатого вала двигателя. Обломки могут проникнуть в корпус гидротрансформатора или повредить картер АКПП. Нерабочая обгонная муфта влияет на динамику разгона, но не связана с работой гидротрансформатора или системы блокировки.
Чем опасна неисправность муфты блокировки ГТ
Появление неисправностей в муфте блокировки гидротрансформатора может иметь серьезные последствия. Непрофессиональное обращение или игнорирование ремонтных работ может привести к полному выходу из строя коробки передач. В таком случае потребуется замена всего устройства, что может значительно обтянуть бюджет владельца.
На начальных этапах эксплуатации автомобиля функции гидротрансформатора способствуют эффективному разгону. Однако, с течением времени характеристики этого компонента изнашиваются, что приводит к потере его эффективности. В результате, рекомендуется своевременно обратиться к профессионалам для замены муфты блокировки гидротрансформатора с использованием специализированного оборудования.
Как проверить работоспособность гидротрансформатора
Профессиональный автомеханик в ходе тестовой поездки может обнаружить дефекты гидротрансформатора или системы блокировки. Однако, необходимо помнить о возможном риске ошибки, так как причиной неполадок может быть сложная проблема, связанная с механической или гидравлической частью автоматической коробки передач.
Проверка сканером
Для обнаружения проблемы в электронной коробке, используется специальная система, записывающая соответствующие коды ошибок. После расшифровки этих кодов, можно определить, какой именно компонент неисправен. Для прочтения кодов необходим специальный сканер, который подключается к диагностической колодке OBD-II (на некоторых старых моделях могут использоваться колодки других стандартов). Также есть возможность использовать адаптер, который по беспроводному каналу связывается со смартфоном или ноутбуком с уже установленной диагностической программой.
Коды ошибок зависят от конкретной модели коробки. Например, в случае с автомобилями Audi можно встретить ошибку 17125, что означает отсутствие передачи потока мощности через систему блокировки.
Проблема может иметь случайный характер. Для проверки нужно просто убрать код из памяти, а после проезда 100-200 км снова провести диагностику. Если проявляется ошибка, это указывает на поломку гидротрансформатора или муфты блокировки.
Stall-test
Stall-test или стояночный тест позволяет оценить состояние автоматической трансмиссии и косвенно определить, правильно ли работает двигатель. Диагностика проводится без компьютера. Тест направлен на определение силы сопротивления, которую создает коробка при определенном числе оборотов на стоящей (удерживаемой тормозами) машине.
Для диагностики нужно нажать на тормозную педаль, пока двигатель работает, перевести селектор в положение “вперед” и затем нажать на педаль газа до отказа. Блок управления автоматической коробкой передач определяет отсутствие движения и не позволяет коленчатому валу превысить установленные ограничения. Если в коробке есть дефекты (например, утечки жидкости через трубопроводы или прокручивание фрикционов), то мотор будет работать с повышенными оборотами.
Если обороты немного превышают допустимые значения, то в коробке имеются изношенные диски в фрикционных пакетах. Значительное увеличение частоты вращения указывает на пробуксовку фрикционов или поломку гидротрансформатора.
Если мотор не может достичь нижнего предела оборотов, следует проверить двигатель. Резкое снижение оборотов может указывать на критическое изнашивание двигателя или на поломку насосного или турбинного колеса гидротрансформатора.
При проверке существуют определенные ограничения:
- Длительность нажатия на педаль должна быть не более 5 секунд. Необходимо сразу после стабилизации снизить обороты.
- После проверки необходимо дать мотору работать на холостом ходу в течение 2-3 минут для охлаждения масла в коробке передач.
Перед проведением стенд-теста Stall-test автомобиль следует привести на автосервис.
Важно отметить, что частота вращения двигателя во время тестирования зависит от конкретной модели коробки передач. Например, для АКПП 4F27E рекомендуется, чтобы обороты двигателя достигли значения от 2406 до 2811 оборотов в минуту.
Стоит отметить, что результаты проведенного тестирования не позволяют определить состояние блокировки гидротрансформатора. Если требуется более детальная проверка, можно использовать внешний манометр, чтобы проверить давление масла в трубопроводе. Тест Stall-test в основном используется для оценки состояния старых моделей коробок передач, которые появились в начале 2000-х годов, и с тех пор были заменены более современными системами компьютерной диагностики.
Что будет, если ездить без блокировки гидротрансформатора
Если блокировка гидротрансформатора не исправна, то он продолжит работать, однако передавать мощность будет только поток масла. Это может привести к перегреву жидкости и деталей коробки, что приведет к ускоренному износу агрегата. Если муфта блокировки частично изношена, то возникают толчки при переключении и ускоряется деградация масла (пыль от накладок забивает гидравлический блок с клапанами).
Если фрикционы изношены или клапан управления неисправен, то момент срабатывания блокировки будет смещен, что приведет к увеличению времени пробуксовки. В результате, масло еще сильнее насыщается пылью, что негативно сказывается на работе гидравлики.
Муфта блокировки является ключевым компонентом автоматической коробки передач. Продолжительность работы всего узла зависит от состояния этого элемента.
Ремонт гидротрансформатора
Ремонт гидротрансформатора и системы блокировки осуществляется в условиях сервиса. Для доступа к колесам, реактору или фрикционным накладкам необходимо выполнить разрез корпуса. После монтажа новых деталей кожух приваривают.
Одной из причин неправильной работы АКПП является затрудненное или поврежденное исполнение электромагнитного клапана муфты блокировки гидротрансформатора. Низкое давление жидкости приводит к длительной пробуксовке, что приводит к ускоренному износу фрикционных накладок.
Процесс ремонта может быть разделен на три этапа.
- На первом этапе проводится внешний осмотр и вскрытие корпуса на токарном станке.
- Второй этап включает в себя дефектовку, в том числе осмотр фрикционных дисков или накладок, состояние подшипников, шайб, а также обгонной муфты. Также проводится проверка геометрии шейки.
- Третий этап — замена непригодных для использования деталей и сварка корпуса гидротрансформатора на специальном стенде, а затем промывка внутренностей маслом.
Восстановление гидротрансформатора без тщательного осмотра других компонентов автоматической коробки передач невыгодно. Например, износ гидроблока или засорение трубок подачи масла может вызвать некорректное функционирование блокировки. Через 2-3 тысячи километров эксплуатации владелец столкнется с проблемой изношенных фрикционных накладок и потребностью в повторном ремонте.
Как продлить срок службы ГТ
Чтобы увеличить ресурс гидротрансформатора и системы блокировки, рекомендуется:
- избегать резких разгонов и работу двигателя на максимальных оборотах в движении;
- не перегружать автомобиль и стараться не буксировать прицепы или другие транспортные средства;
- постоянно обслуживать коробку с использованием рекомендованных производителем жидкостей и запасных частей (замену масла и фильтра лучше производить через каждые 15-20 тысяч километров);
- выполнять неотложное обслуживание после непредвиденного буксирования тяжелого прицепа;
- периодически проводить компьютерную диагностику для определения кодов ошибок.
Очень важно поддерживать работоспособность системы блокировки гидротрансформатора. Она позволяет снизить расход топлива при разгоне и сохранить динамику движения. В ходе эксплуатации, фрикционные накладки изнашиваются, скорость их износа зависит от стиля вождения и мощности двигателя. Правильное обслуживание и своевременный ремонт муфты блокировки, продлевает срок службы коробки передач и сохраняет высокий уровень комфорта при переключении скоростей.
Насколько часто вы проверяете свой гидротрансформатор в автосервисе? Расскажите свой опыт в комментариях. Добавьте эту статью в закладки, чтобы всегда иметь под рукой полезную информацию.
