Устройство и принцип работы гидротрансформатора АКПП.

Устройство и принцип работы гидротрансформатора автоматической коробки передач. Основные причины возникновения неисправностей в гидратрансформаторе, способы устранения неполадок.

«Бублик» в коробке автомат: что это такое

Бублик АКПП что это такое

Итак, «бубликом» в обиходе принято называть гидротрансформатор. Такое название устройство получило благодаря своей форме. Как правило, ГДТ устанавливается в паре с «клаccическими» гидромеханическими АКПП и вариаторами CVT. Также изредка данный элемент ставится в паре с преселективными коробками.

Чтобы было понятно, гидротрансформатор фактически является сцеплением коробки-автомат. Основной его задачей является преобразование и передача крутящего момента от двигателя на коробку. При этом в устройстве нет дисков сцепления (по аналогии с МКПП), которые взаимодействуют между собой путем замыкания и прямого контакта.

Если просто, «бублик» АКПП работает подобно гидравлическому редуктору. ГДТ (гидромуфта) снижает обороты, повышает крутящий момент с коэффициентом трансформации до 2.4. При этом энергия передается через поток трансмиссионной жидкости ATF (трансмиссионного масла АКПП). Результат — мягкое включение передач, отсутствие ударных нагрузок.

В двух словах, коленвал двигателя связан с насосным колесом. Это колесо внутри ГДТ разгоняет трансмиссионное масло, после чего происходит его перенаправление на турбинное колесо. Турбинное колесо связано с АКПП. Масло раскручивает турбинное колесо, после чего перенаправляется обратно на насосное колесо.

Также жидкость попадает на лопатки направляющего колеса-реактора. Это колесо ускоряет поток жидкости и перенаправляет его в сторону вращения. В результате поток жидкости ускоряется до момента выравнивания скорости вращения насосного и турбинного колес.

В этот момент гидротрансформатор начинает работать в режиме гидромуфты, когда крутящий момент уже не преобразуется, колесо-реактор крутится свободно, не влияя на поток жидкости.

Чем большей оказывается разница в скорости вращений насосного и турбинного колес, тем большее ускорение получает поток жидкости ATF. Однако минусом является высокий нагрев. От нагрева КПД «бублика» падает. Если же происходит выравнивание скорости вращения колес, передавать кутящий момент через жидкость уже нет острой необходимости (с учетом потерь).

По этой причине ГДТ получили элементы фрикционного сцепления, то есть передача момента основана на трении. Такой режим называется блокировка гидротрансформатора, когда происходит соединение входного и выходного валов, то есть передача момента идет напрямую.

На начальном этапе блокировка срабатывала в автоматическом режиме (к срабатыванию приводило давление рабочей жидкости). В дальнейшем АКПП получили электронное управление, а за блокировку ГДТ стал отвечать отдельный клапан.

В любом случае, основной задачей стало решение соединять валы напрямую, исключая передачу момента через масло. Также несколько изменились и функции фрикционных накладок блокировки. Подобно сцеплению механической коробки,  при разгоне автомобиля с АКПП фрикционы блокировки  ГДТ немного смыкаются, слегка пробуксовывают, при этом момент передается на коробку более эффективно, без сильных потерь.

При этом блокировка гидротрансформатора в современных АКПП происходит как можно раньше, чтобы повысить КПД. Получается, «бублик» сегодня эффективно объединяет в себе функции гидравлического редуктора и обычного механического сцепления.

Как может показаться на первый взгляд, решение оптимальное. Однако вполне очевидно, что высокий нагрев жидкости ATF никуда не делся (особенно в паре с мощными ДВС), а наличие фрикционных (трущихся) элементов блокировки в конструкции говорит о том, что они подвержены износу.

Именно по этой причине гидравлический узел, который кажется очень надежным, на самом деле  испытывает значительные нагрузки,  быстро изнашивается и вполне может выйти из строя при определенных условиях.

Другими словами, в гидротрансформаторе вполне могут возникать преждевременные и неожиданные поломки. Специалисты также не без оснований считают «бублик» слабым звеном в устройстве АКПП.

Преимущества

  • Плавность движения и троганья с места.
  • Снижение вибраций и нагрузок на трансмиссию от неравномерности работы двигателя.
  • Возможность увеличения крутящего момента двигателя.
  • Отсутствие необходимости обслуживания (замены элементов и т.д.).

Признаки проблем с гидротрансформатором АКПП

Неисправности гидротрансформатора признаки симптомы

Как правило, на проблемы с ГДТ указывает состояние масла в коробке автомат. Проверять состояние смазки рекомендуется, как минимум, один раз в месяц. Зачастую это позволяет своевременно выявить неполадки АКПП или гидротрансформатора и сразу заняться их устранением.

  • Если цвет ATF после замены быстро меняется (изначально прозрачное масло мутнеет, темнеет и становится непрозрачным), это часты признак проблем с фрикционными накладками.
  • Также на неполадки ГДТ указывают признаки, когда автомобиль хуже тянет, теряется динамика разгона, увеличился расход топлива, заметны рывки при спокойном движении или в режиме торможения двигателем, появились вибрации, слышен вой при замедлении, машина стала откатываться назад при трогании в гору.

Таки или иначе, указанные выше признаки и симптомы являются основанием для того, чтобы проверить «бублик». Зачастую вовремя принятые меры позволяют избежать серьезного повреждения как ГДТ, так и самой АКПП.  

Недостатки

  • Низкий КПД (по причине отсутствия гидравлических потерь и жесткой связи с двигателем).
  • Плохая динамика автомобиля, связанная с затратами мощности и времени на раскручивание потока жидкости.
  • Высокая стоимость.

Как проверить ГДТ АКПП

Автовладельцев интересует, как проверить работу гидротрансформатора. Эксперты утверждают, что без разборки ГДТ проверка «бублика» невозможна. На мониторе приборной панели могут вылезать коды ошибки о неисправностях, аварийный режим, но окончательный вердикт может быть вынесен только после разбора ГДТ.

Проверка ГДТ

Так происходит потому, что большинство неисправностей случается на механическом уровне. Это требует разобрать каждую комплектующую по отдельности и осматривать визуально.

В домашних условиях, в гараже автовладелец сможет разобрать гидротрансформатор только в том случае, если хорошо понимает принцип работы и устройства аппарата. Необходимо иметь специальный станок, на котором можно зажать «бублик» и аккуратно разрезать его, чтобы добраться до внутренней части. А также понадобятся специализированные инструменты, чтобы определить неисправность и удалить ее.

Читать

Ремонт АКПП Renault Megane своими руками

Если автовладелец не силен в этом или не механик со стажем, то, при первых признаках неисправностей, лучше обратиться к опытным механикам на СТО. Какими могут внешние проявления поломки ГДТ АКПП в следующем блоке.

Проблемы с динамикой

Автомобиль может плохо набирать скорость. Причин тому множество, но если рассматривать признаки неисправности гидротрансформатора АКПП («БМВ» в том числе), то это обгонная муфта. Если она вышла из строя, ГДТ следует разобрать и заменить поломанную деталь.

блокировка гидротрансформатора акпп признаки неисправности

Иногда случается, что после остановки автомобиль и вовсе не может тронуться. Это говорит о повреждении шлица на турбинном колесе. Выход из ситуации – установка новых шлицов. В запущенных случаях приходится менять полностью турбинное колесо.

Насос

Насос создает давление жидкости во всей гидросистеме. Как правило насос располагается между гидротрансформатором и коробкой передач. Насос приводится в движение коленчатым валом двигателя.

В настоящее время в АКПП наиболее часто используют несколько видов насосов: шестерёнчатые, трохоидные и лопастные.

Как работает гидротрансформатор в акпп видео

Разборка шестеренчатого насоса и его принцип действия можно посмотреть на видео:

Общепринятые обозначения режимов АКПП

«P» — parking. Режим стоянки. Все передачи выключены, выходной вал КПП и ведущие колёса заторможены блокирующим механизмом.

«R» — reverse, задний ход.

«N» — нейтраль. В этом режиме двигатель и ведущие колёса рассоединены. Автомобиль может двигаться накатом, его можно буксировать.

«D» или «Drive» основной режим для движения вперед. Смена передач осуществляется автоматически.

«S», «Sport», «PWR», «Power» или «Shift» — спортивный режим. Самый динамичный и самый неэкономичный. При разгонах двигатель в все время находится в режиме максимальной мощности. Переключение передач производится позднее, на больших оборотах, чем в обычном режиме.

Системы управления

В первых поколениях АКПП были распространены полностью гидравлические системы управления. В них команды на управление элементами системы формировались за счет разницы давлений клапана-дросселя и скоростного регулятора. Поток рабочей жидкости через систему каналов воздействовал на нужный гидроцилиндр, который в свою очередь через фрикционы или ленточный тормоз включал или выключал нужную передачу. Как и все гидросистемы такая конструкция была очень чувствительна к параметрам рабочей жидкости (масла).

Сейчас используются электрогидравлические системы. В них гидравлика оставлена только на последнем этапе — на исполнительном. Измерительные функции и функции анализа переданы полностью электронике. Выделяют следующие основные части электрогидравлической системы: измерительную (датчики), аналитическую (блок управления) и исполнительную (соленоиды).

Как работает гидротрансформатор в акпп видео
Вид на гидроблок снизу. Справа виден ряд электромагнитных клапанов.

Разобранный гидроблок очень похож на лабиринт.

Как работает гидротрансформатор в акпп видео

В электронный блок управления (он же — ЭБУ, контроллер, компьютер, «мозги») поступают сигналы от датчиков. Сигналы обрабатываются и анализируются в соответствии с программой блока. На основании результатов сравнительного анализа сигналов, поступивших от датчиков с данными, хранящимися в памяти устройства, блок формирует управляющие сигналы, которые поступают к исполнительным элементам системы (соленоидам). Соленоиды преобразовывают поступающие к ним электрические сигналы в механическое перемещение гидравлического клапана. Рабочая жидкость воздействует на нужный гидроцилиндр и включает/выключает нужную передачу.

Как продлить жизнь гидромуфте Автоматической КПП

Соблюдение определенных правил позволит увеличить ресурс работы гидротрансформатора.

Основные рекомендации для продления эксплуатационного периода бублика:

  • при отрицательной температуре внешней среды необходимо прогревать АКПП в холостом режиме в течение 7-10 минут для достижения рабочей температуры трансмиссионного масла и, как следствие, улучшения свойств рабочей жидкости;
  • при буксировании транспортного средства или езде по скользким поверхностям необходимо правильно выбирать режим для снижения вероятности проскальзывания бублика;
  • регулярная проверка уровня рабочей жидкости и ее состояния;
  • своевременно менять трансмиссионную жидкость, выбирая качественную и соответствующую типу АКПП;
  • плавный выбор ступеней с задержкой в 2-3 секунды;
  • замена масляного фильтра АКПП по мере необходимости;
  • своевременная замена прокладок и сальников бублика при пробеге свыше 150000 километров или агрессивной манере езды с повышенной нагрузкой на гидротрансформатор.

Несмотря на простоту узла и его надежность, гидротрансформатор подвержен ряду поломок с характерными для них признаками.

Для увеличения эксплуатационного периода бублика необходимо своевременно проводить диагностику и ремонт узла при появлении даже малейших симптомов неисправностей и придерживаться некоторых рекомендаций, способных заметно продлить жизнь гидротрансформатору.

Замена или ремонт гидротрансформаторов

ЗАмена гидротрансформатора АКПП

Что касается замены, новый «бублик»  для современных версий АКПП стоит дорого. Если к этому добавить стоимость снятия коробки и другие услуги, получается внушительная сумма. Если говорить о контрактных запчастях, в этом случае не следует спешить покупать гидротрансформатор б/у. Причина — возможен сильный износ такого ГДТ, то есть замена может не решить проблему.   

В случае с ремонтом гидротрансформатора, данная услуга позволяет значительно сэкономить средства. При этом операция сложная и ее можно качественно реализовать только в специализированных мастерских, которые имеют опыт выполнения подобных работ, штат квалифицированных мастеров и профессиональное специализированное оборудование.

Прежде всего,  «бублик» нужно разрезать, отмыть, провести дефектовку, поменять все уплотнения и сальники, заменить фрикционные накладки, гидроцилиндры и другие сломанные или изношенные элементы. Затем ГДТ нужно собрать и снова заварить, причем так, чтобы устройство стало максимально герметичным. 

При этом важно доверять такие работы исключительно профессионалам, та как гидротрансформатор является высокоточным гидравлическим и одновременно механическим устройством, работает в тяжелых условиях (обороты, нагрев, нагрузки).

Любые нарушения и ошибки (дисбаланс, соосность валов), повреждения могут стать причиной немедленного выхода из строя как самого ГДТ, так и АКПП и даже ДВС автомобиля.

Не блокируется

Гидротрансформатор не будет блокироваться в следующих случаях:

Не блокируется

  • разгон;
  • подъем в горку;
  • другие маневры, которые выполняет водитель.

Читать

Отзывы и устройство акпп dp2

Если же автомат в течение трех минут двигается с одинаковой скорость и не происходит блокировки, то он не исправен. Часто водители могут наблюдать, как блокирование происходит посредством толчка или пинка коробки. При исправном гидротрансформаторе эти действия должны совершаться АКПП плавно, незаметно для водителя.

Если гидротрансформатор не блокируется при ровной езде по автомагистрали – это признаки неисправности.

Как продлить жизнь гидромуфте автоматической КПП

Чтобы продлить срок эксплуатации гидромеханического трансформатора, нужно соблюдать следующие рекомендации:

  • регулярно проверять цвет и прозрачность масла в АКПП и проводить замену ATF и фильтров не реже чем 1 раз на 40-60 тыс. км пробега;
  • заливать жидкость, рекомендованную производителем автомобиля;
  • менять уплотнители и сальники при каждом капитальном ремонте и переборе трансформатора, обязательно заменить все прокладки при пробеге более 150 тыс. км без ремонта;
  • избегать резкого набора и сброса скорости, при агрессивной езде чаще менять расходники и масло;
  • после запуска двигателя поочередно включить все передачи и режимы, удерживая тормоз и задержавшись на каждой по 2-3 секунды;
  • избегать буксировки и в положении ведомой машины (при выключенном моторе), и в положении ведущей;
  • при низких температурах прогревать машину не менее 10 минут на холостом ходу, в теплое время года — 2-3 минуты (трансмиссия и гидромуфта прогреваются отдельно, при включенном двигателе).

Срок службы АКПП с гидротрансформатором при своевременной замене масла и фильтров может составить более 300 тыс. км. При пробеге более 150 тыс. км в большинстве случаев требуется ремонт или замена основных деталей устройства — корпуса, муфт, турбины и др.

При неосторожной эксплуатации или наличии дефектов в конструкции капитальный ремонт может понадобиться существенно раньше.

Система охлаждения

Главная причина из-за которой АКПП выходит из строя явялется её перегрев. Чтобы охлаждать рабочую жидкость (ATF) используют радиаторы и теплообменники.

Как работает гидротрансформатор в акпп видео
АКПП с внешним радиатором охлаждения

Как работает гидротрансформатор в акпп видео
АКПП с радиатором охлаждения встроенным в радиатор охлаждения двигателя

Как работает гидротрансформатор в акпп видео
АКПП с теплообменником

Причины, связанные с коробкой

Вибрацию способны вызывать некоторые неполадки АКПП:

  • Деформация первичного вала коробки.

Образец первичного вала:

первичный вал акпп

Изменение геометрии вала, произошедшее по некоторой причине, способно провоцировать вибрацию и биение, ощущаемое водителем. Коробка будет вибрировать при разгоне, вне зависимости от активной в данный момент передачи.

  • Недостаточный уровень масла.

Нехватка трансмиссионной жидкости вызывает масляное голодание элементов, автоматические коробки особенно чувствительны к количеству масла. Если его недостаточно, узлы коробки изнашиваются в ускоренном темпе, со временем АКПП начинает вибрировать, «толкаться», скрежетать, пока не выйдет, в итоге, из строя.

  • Плохое качество масла.

Неверный тип жидкости, залитой в коробку, износ масла и загрязнение его посторонними частицами также способно стать причиной «пинков» коробки и вибраций. Кроме того, схожие симптомы проявляются иногда и при езде в холода на непрогретой коробке, когда масло вязкое и не обеспечивает должных эксплуатационных характеристик.

  • Износившиеся подушки коробки.

Обонятельная симптоматика

Автовладельца должен также насторожить запах плавленой пластмассы, исходящий откуда-то из области коробки передач. Он предупреждает вас о том, что гидротрансформатор регулярно перегревается, причем до такой степени, что в нем начинают гореть полимерные составляющие. А это может говорить о дефиците смазки, и о поломке системы охлаждения.

Печален и тот факт, что признаки неисправности гидротрансформатора АКПП несколько расплывчаты и не обладают особой точностью. Они могут свидетельствовать и о неполадках в других узлах коробки. Поэтому, едва появились какие-то подозрения, нужно мчаться в автосервис, где специалисты более точно поставят диагноз.

Промывка соляркой: все за и против

Хоть промывка АКПП соляркой является доступным методом, эксперты не рекомендуют этого делать. Этот тип промывки можно проводить только в том случае, если существует крайняя необходимость.

Керосин

Плюсы промывки АКПП соляркой:

  • капитальная очистка;
  • не нужно возиться с разбором коробки. Процедура состоит из двух шагов: залить солярку вместо слитых 4 литров масла. Запустить двигатель и дать ему поработать в течение 20 минут. Слить отработку и залить свежее масло.

Однако, есть и минусы:

  • разрушение узлов, чувствительных к химическим соединениям керосина или солярки, из которых состоит горючее;
  • уничтожит мембрану фильтрующего устройства
  • разъест сальники, если перелить керосина.

Если у автовладельца нет навыков по промывке АКПП, то промывка соляркой – не выход. Лучше не трогать автомат до тех пор, пока не наступит срок технического обслуживания.

Внимание! После промывки эксперты рекомендуют завести двигатель и проехать 10 километров. Обратить внимание на появление шумов, пинков и рывков. Если их нет, если авто заводится и двигается без ошибок на мониторе панели, то промывка прошла удачно.

Планетарная коробка передач

Хотя гидротрансформатор может сам изменять крутящий момент, но это происходит в очень узком диапазоне, что явно недостаточно для нормального движения автомобиля. Поэтому к гидротрансформатору подсоединяют коробку перемены передач в основе которой находятся планетарные редукторы.

Как работает гидротрансформатор в акпп видео

Все пары шестерен редуктора находятся в постоянном зацеплении.

Лучше всего работу планетарного редуктора демонстрирует видеоролик:

Оставьте комментарий