принцип работы, бублик в АКПП, схема
Гидротрансформатор АКПП (ГДТ) — элемент трансмиссии, расположенный между двигателем и механизмом переключения передач. Агрегат работает по закону гидромеханики, и является частью гидросистемы АКПП. Узел требует регулярного техобслуживания. Чтобы его починить, придется обращаться в сервис.
Устройство гидротрансформатора АКПП
Что такое гидротрансформатор в АКПП или «бублик», как его называют механики? ГДТ — это гидропривод, который связывает двигатель и автомат без жесткого соединения. Играет роль сцепления в аналогии с МКПП.
Гидроприводы бывают двух видов: гидромуфта и гидротрансформатор. Разница между ними заключается в возможности трансформатора преобразовывать крутящий момент. В то время как гидромуфта может только передавать. «Бублик» АКПП работает в обоих режимах с автоматическим переключением, поэтому его можно назвать гибридным агрегатом.
Для чего в АКПП нужен гидротрансформатор? Узел имеет несколько назначений:
- обеспечивает бесступенчатое переключение скоростей и плавное движение автомобиля;
- гасит вибрации и удары от работы двигателя и трансмиссии, продлевая их срок службы;
- позволяет работать двигателю на холостом ходу;
- способствует торможению двигателем;
- повышает проходимость автомобиля в тяжелых условиях, непрерывно передавая крутящий момент от двигателя к колесам.
Устройство гидротрансформатора АКПП основано на законах гидравлики. Механическая сила двигателя переходит в «бублик» и превращается в гидравлическую энергию за счет движения потока жидкости в полости ГДТ. Возникает давление и кинетическая энергия, которые заставляют вращаться вал трансмиссии. А от него крутящий момент переходит в планетарный механизм переключения передач.
В теории АКПП могла бы состоять только из гидротрансформатора. Но на больших скоростях его КПД сильно снижается. Передаточное отношение «бублика» ограничено. Он не может обеспечить движение задним ходом или достаточное количество передач. Поэтому в АКПП за гидротрансформатором устанавливают планетарный редуктор, который способен получить любое передаточное число в заданном диапазоне.
Одним из передовых разработчиков восьми скоростных коробок передач с гидротрансформатором является немецкая компания ZF. Высокотехнологичные трансмиссии этого производителя устанавливают в автомобилях Jeep, BMW, Volkswagen, Audi, Jaguar, Cadillac, Infinity.
Описание конструкции гидротрансформатора
Гидротрансформатор расположен в корпусе АКПП и соединен с масляным насосом через входной вал трансмиссии. С противоположной стороны «бублик» крепится к маховику двигателя через резьбовые бобышки.
Детали гидротрансформатора АКПП находятся в герметичном кожухе, где погружены в жидкость ATF. Из-за тороидальной формы корпуса гидротрансформатора его и прозвали «бубликом». Чтобы добраться до начинки, нужно аккуратно разрезать сварной шов по экватору кожуха.
В разрезе гидротрансформатор АКПП представляет собой набор лопастных колес и муфт, установленных на одной оси:
- насосное колесо;
- турбинное колесо;
- реакторное колесо;
- обгонная муфта;
- муфта блокировки.
Насосное колесо приварено к крышке корпуса, который соединяется с коленчатым валом двигателя. Турбинное колесо конструктивно похоже на насосное и установлено напротив с небольшим зазором. Турбина жестко связана с входным валом трансмиссии.
Между насосом и турбиной стоит реактор. Он зафиксирован на муфте свободного хода, которая крепится на втулке входного вала. Муфта блокировки находится за турбиной.
На кинематической схеме изображено, как расположены основные части гидротрансформатора, и показана траектория движения потока жидкости. Конструктивно гидротрансформатор АКПП представляет собой устройство прямого хода, когда лопастные колеса заставляют жидкость циркулировать в таком порядке: насос — турбина — реактор — насос.
Гидротрансформаторы с обгонной муфтой называют комплексными.
Составные части гидротрансформатора
Основу насосного и турбинного колес гидротрансформатора составляет чаша, отлитая из легкого сплава. На внутренней и наружной поверхности чаши вырезаны пазы, между которыми расположены лопатки. Лопатки изготовлены штамповкой и соединены между собой торическим диском с помощью подгибных усиков. Дополнительно лопатки на чаше застопорены кольцом.
Кривизна чаши и сложная форма лопаток рассчитаны под требование увеличить эффективность циркуляции жидкости. Таким образом, конструкция колес обеспечивает необходимую скорость и направление движения масла.
Турбинное колесо опирается на вал посредством ступицы и подшипников скольжения или качения. Подшипник воспринимает радиальные и осевые нагрузки.
Ступица насоса обычно используется для привода масляного насоса, расположенного за гидротрансформатором. Привод срабатывает при заходе торцевых шлицев ступицы в соответствующие пазы ведущей шестерни насоса.
Реактор представляет собой 2 металлических кольца разных диаметров. Между кольцами приварены лопасти под заданным углом наклона. Окно лопатки реактора со стороны турбины шире, чем со стороны насоса. Это решение позволяет создавать необходимое давление жидкости.
Все рабочие механизмы размещенные в корпусе бублика
Реактор установлен на муфте свободного хода роликового типа. Муфта состоит из внешней и внутренней обоймы, между которыми находятся ролики и стопорные элементы. Внутренняя обойма зафиксирована на валу, а внешняя соединена с реактором. Когда ролики свободно перекатываются — обоймы вращаются независимо. При стопорении роликов пружинами обоймы сцепляются и могут двигаться только в направлении вала. Обгонная муфта обладает высокой нагрузочной способностью и износостойкостью
Для увеличения КПД и экономичности «бублика» в АКПП в конструкцию введена муфта блокировки. В ее состав входят: корпус, поршень с фрикционным диском и ступица. Корпус выполнен в виде диска с пазами, в которых установлены пружины. Они выполняют роль демпфера крутильных колебаний. Поршень представляет собой круглую металлическую плиту с приклеенным фрикционным диском со стороны корпуса ГДТ.
В автоматах с 6 ступенями муфта блокировки гидротрансформатора может работать в трех состояниях: разомкнутом, с проскальзыванием и замкнутом. Режим зависит от включенной передачи, нагрузки двигателя и скорости автомобиля. Обычно при разгоне блокировка сначала работает с регулируемым проскальзыванием, а потом замыкается.
Принцип работы гидротрансформатора
Принцип работы гидротрансформатора АКПП основан на преобразовании и передаче крутящего момента от двигателя к трансмиссии через работу жидкости. Производитель подбирает ATF по вязкости, допуску на нагрузку двигателя, количеству присадок. Поэтому от рабочих свойств масла зависит качество работы «бублика» и всей АКПП.
С запуском двигателя начинает работать насосное колесо и масляный насос. В гидротрансформатор попадает масло АКПП. Под действием центробежной силы жидкость от насосного колеса захватывается из центральной оси и нагнетается лопастями к верхнему краю по часовой стрелке. Оттуда масло перебрасывается на верхние лопатки турбинного колеса. Давление «толкает» их, заставляя турбину вращаться.
Под действием центростремительной силы ATF от верхней границы турбины переходит к центру, усиливая вращение. Происходит трансформация крутящего момента. Чем выше частота оборотов коленчатого вала, тем сильнее раскручивается турбина.
Жидкость от лопаток турбины движется против часовой стрелки и возвращается к насосному колесу. При этом, давление масла противодействует движению насоса, затормаживая его. Прекращается усиление крутящего момента. С этого момента АКПП работает без гидротрансформатора: он перешел в режим гидромуфты.
Для предотвращения торможения между колесами установлен реактор. Его задача — перенаправить поток жидкости от турбины в направление движения насосного колеса. Кинетическая энергия масла турбины расходуется на увеличение частоты вращения насоса. Таким образом, реактор помогает двигателю вращать насос или гидротрансформатор в целом, усиливая крутящий момент.
Режимы работы
Изменение гидродинамической передачи в гидротрансформаторе обеспечивается установкой реактора на обгонную муфту. Это позволяет «бублику» автоматически переключаться в режим гидромуфта и гидротрансформатор.
В задачи обгонной муфты входит:
- удерживать реакторное колесо в неподвижном состоянии — режим муфты;
- приводить во вращение;
- обеспечивать свободное вращение — режим трансформатора.
Реактор свободно вращается, пока разница между скоростями насосного и турбинного колес не достигает предела. Тогда обоймы муфты стопорятся. Реактор блокируется.
Через лопасти реактора со стороны турбины проходит масла больше, чем выходит к насосу. Скорости колес выравниваются. Объем входного потока жидкости на реакторе совпадает с выходным, и муфта освобождает ректор. Так гидротрансформатор снова превращается в гидромуфту.
Проскальзывание гидротрансформатора
20% гидравлической энергии переходит в тепловую. Излишки тепла выбрасываются в радиатор охлаждения, т.е. деньги за топливо буквально вылетают на воздух.
Чтобы повысить экономичность «бублика» в АКПП, инженеры установили муфту блокировки. Она устраняет проскальзывание ГДТ и обеспечивает режимы работы:
- полное включение;
- регулируемое по пробуксовке включение;
- полное выключение.
КПД гидротрансформатора при включении блокировки достигает 90%. Чтобы увеличить показатель до 97%, для управления муфтой в схему включили клапан с электронным управлением. В некоторых моделях АКПП блокировка включается уже на 2 передаче.
Блокировка гидротрансформатора АКПП
Муфта является гидроуправляемой и работает по сигналу золотниковых клапанов, которые приводятся в действие давлением жидкости. Трансмиссионное масло поступает в полость между кожухом «бублика» и поршневой плитой, а затем в полость турбины. Фрикционный диск не касается крышки ГДТ. Крышка работает со свободным скольжением. Когда давление в полостях равны, муфта отключена.
По сигналу из гидроблока клапан переключает контур движения масла. Давление жидкости передается к поршню со стороны турбины. В камере между поршнем и крышкой «бублика» стравливается давление. Жидкость сливается через канал. Давление со стороны турбины заставляет поршень сместиться в сторону кожуха. Муфта плавно включается.
Поршневая плита вибрирует относительно ступицы, пружины на крышке блокировочной муфты деформируются. Пружинный демпфер поглощает колебания, передавая их на вал гидротрансформатора. Трение между фрикционом и кожухом растет. В результате гидротрансформатор АКПП блокируется. Между валом двигателя и турбиной установлена жесткая связь.
Режим блокировки обеспечивает спортивные характеристики автомобиля с плавным переключением скоростей в АКПП. За динамичность, комфорт и экономичность приходится платить снижением надежности и срока службы ГДТ.
При жесткой сцепке двигатель и коробка подвержены ударным нагрузкам, поскольку жидкость «бублика» не гасит удары и вибрации. Из-за высоких скоростей быстро истирается фрикцион, загрязняя масло абразивом. В результате ресурс АКПП снижается.
Управление ГДТ
Современные гидротрансформаторы АКПП находятся под управлением электронного модуля (ТСМ). Он собирает и анализирует информацию с датчиков давления, скорости вращения вала трансмиссии и других. Затем формирует импульсы, которые передаются на соленоиды в гидроблоке. Оттуда запускается алгоритм управления датчиками и клапанами.
Про масло АКПП
Рабочее тело гидротрансформатора сильно нагревается. Для охлаждения масло покидает полость «бублика» и проходит в сливной клапан. Оттуда жидкость под давлением попадает в распределительный клапан. Если датчики регистрируют повышение температуры, масло отправляется в радиатор АКПП. Охлажденная жидкость переходит в масляный насос через регулятор давления.
Эффективность ГДТ
Работу гидротрансформатора в АКПП оценивают по:
- передаточному отношению угловых скоростей его колес;
- коэффициенту трансформации, который показывает степень увеличения крутящего момента;
- коэффициенту полезного действия, определяющему энергетические свойства и экономичность;
- коэффициенту прозрачности.
Трансформация Кт зависит от диаметра «бублика», плотности масла АКПП и крутящих моментов на колесах. Максимальное значение Кт=2,5—3,0 достигается, когда турбина неподвижна. Чем выше передаточное отношение, тем ниже коэффициент трансформации. В режиме гидромуфты крутящие моменты на валах колес равны, поэтому трансформации не происходит Кт=1.
КПД гидротрансформатора зависит от соотношения мощностей, подаваемых к турбине и насосу. Показатель может достигать 97% в режиме гидромуфты, когда передаточное отношение оптимально — 0,7—0,8. В среднем КПД составляет 70—80%.
Коэффициент прозрачности П определяет, насколько ГДТ нагружает двигатель в момент изменения режима работы турбины. Для определения прозрачности нужно соотнести моменты насосного колеса при остановленной турбине и при трансформации Кт=1.
При П=1 гидротрансформатор непрозрачен. Крутящий момент турбины не влияет на работу двигателя, который находится в постоянном нагрузочном режиме. У прозрачного ГДТ П>1. Изменение нагрузки на турбинном колесе отражается на мощности двигателя. Прозрачность позволяет использовать тяговые характеристики мотора для улучшения динамики автомобиля.
Признаки неисправности
О проблемах в гидротрансформаторе сигнализирует быстрое потемнение масла после замены. Автомобиль может расходовать больше топлива и дергаться при спокойном движении. Другие признаки можно распознать по ощущениям, слуху и запаху.
| Симптом | Причина |
| Громкий металлический стук, скрежет при переключении передач | Разрушились лопасти колес |
| Легкий металлический звук, шуршание при переключении передач | Вышли из строя опорные подшипники |
| Вибрации, толчки при переключении скоростей, движение «по терке» | Проскальзывание гидротрансформатора из-за износа фрикционного слоя на муфте блокировки
|
| Вибрация на скорости 50 — 70 км/ч | Неравномерное истирание фрикциона, загрязнение жидкости, забитый масляный фильтр |
| Ухудшилась динамика автомобиля | Неисправна обгонная муфта |
| При проверке уровня масла обнаружены частицы металла | Возможно повреждение муфты свободного хода, износ деталей |
| Двигатель заглох при смене передач | Работа гидротрансформатора блокируется системой управления |
| Запах расплавленной пластмассы | Перегрев гидротрансформатора. Плавление пластиковых элементов. |
Обнаружение симптомов не всегда указывает на проблему в гидротрансформаторе, поскольку причина может скрываться и в других частях коробки. Диагностика гидротрансформатора поможет определить причину и характер поломки в АКПП.
Мастер автосервиса проводит проверку по такому алгоритму:
- Собирает информацию о побеге автомобиля, сроках замены ATF, проведенных капремонтах, симптомах.
- Снимает коды неисправности с бортового компьютера.
- Осматривает АКПП.
- Ставит диагноз или проводит дополнительные тесты: меняет масло, измеряет давление, прозванивает электрические цепи.
Предварительный диагноз можно поставить и самостоятельно. Для этого нужно изучить мануалы, устройство и особенности своей АКПП.
Что в гидротрансформаторах ломается чаще всего
Муфта блокировки
Неисправности в гидротрансформаторе чаще всего возникают из-за проскальзывания или трения муфты блокировки. Фрикционный диск истирается, отслойки материала и клей попадают в масло. В результате жидкость АКПП загрязняется и перегревается. Повышается износ втулок и подшипников.
Неоднородное истирание фрикциона в ГДТ АКПП становится причиной появления вибраций при блокировке муфты. Сальники, подшипники, втулки бьются, что ведет к ускорению износа «бублика». Страдает и масляный насос, что ведет к масляному голоданию всей коробки.
Уплотнители
Другим «слабым местом» гидротрансформатора являются сальники и уплотнители. Детали изготавливают из тефлона или пластика. Они способны пройти 200 000 км. Но из-за агрессивного вождения или неудачной конструкции АКПП, уплотнители начинают протекать, быстрее стареют. Когда сальники истончаются, от них отрываются крупные фрагменты, которые засоряют масло.
Обгонная муфта
В редких случаях бывает неисправна обгонная муфта. Ролики изнашиваются, начинают проскальзывать или заклинивать. В результате муфта не может блокировать реактор. ГДТ не перейдет в режим гидромуфты. Из-за чрезмерной нагрузки обойму муфты может провернуть, а металлические продукты износа попадут в масло.
Как влияет на АКПП
«Заболевания» гидротрансформатора отражаются на других узлах КПП, выводят их из строя. «Бублик» — главный «загрязнитель» и «нагреватель» АКПП. Масло разносит по коробке фрикционную и металлическую грязь. Забивает шлаками каналы гидроблока, соленоиды, клапаны, датчики. В результате переключение передач происходит с задержкой, растет расход топлива, истираются детали автомата. Поэтому при появлении посторонних звуков, вибраций в автоматической коробке, нужно сразу проверять состояние гидротрансформатора в АКПП. Это поможет его спасти с минимальными расходами.
Ремонт ГДТ
В ремонт гидротрансформатора АКПП в сервисном центре входит:
- съем и разбор автомата;
- слив жидкости из гидротрансформатора;
- разрез сварочного шва на токарном станке;
- мытье и очистка составных деталей от стружки и масляных пятен;
- проведение внешнего осмотра;
- замена фрикционного диска, уплотнителей, даже если они в целом состоянии;
- замена подшипников, обгонной муфты, ступицы при необходимости;
- сборка, сварка корпуса;
- проверка биения, давления, герметичности;
- установка ГДТ в АКПП;
- балансировка в сборе.
От качества и точности выполненных работ зависит дальнейший срок службы гидротрансформатора. Для ремонта нужны специализированные инструменты, станки, стенды, знания особенностей конкретной АКПП. В случае неполадок нужно обращаться в узконаправленный сервис, который «набил руку» на ремонте определенной модели.
Агрегат не всегда можно починить. Для особо редких экземпляров сложно найти замену. В этому случае принимают решение о восстановлении деталей ГДТ.
Средняя цена за ремонт «бублика» АКПП составляет 5000 р. Замена — от 50 000 р. Цены зависят от модели агрегата и сложности поломки.
Рекомендации по обслуживанию и эксплуатации ГДТ
Применение «бублика» в трансмиссии упрощает и облегчает управление автомобилем даже в тяжелых условиях. Однако, АКПП с гидротрансформатором при сравнении с МКПП проигрывает по параметрам:
- низкий КПД без применения блокировки;
- расход топлива на 10% выше;
- малый диапазон изменения крутящего момента «бублика» и необходимость установки планетарного редуктора;
- сложность конструкции и обслуживания;
- высокая стоимость.
Чтобы стать постоянным клиентом мастерской по ремонту гидротрансформатора АКПП, нужно соблюдать два правила:
- как можно чаще вжимать педали газа и тормоза в пол, чтобы быстрее истереть фрикцион муфты блокировки в абразивную пудру, загрязнить масло и ускорить износ автомата;
- никогда не менять жидкость, особенно, если она черная, горячая, а уровень выше или ниже нормы.
Если серьезно, то ГДТ выходит из строя медленно и незаметно для водителя. Явный сигнал неисправности — течь масла в месте соединения гидротрансформатора и двигателя. Другие признаки неполадки могут проявляться уже на стадии распространения «заболевания» по все АКПП. Поэтому, если автомобиль ведет себя странно: медленно разгоняется, увеличил расход топлива, при движении появляется вибрация — нужно отправить машину на проверку.
Перед самостоятельным осмотром коробки нужно изучить устройство и особенности конкретной модели АКПП. Чтобы добраться до гидротрансформатора, придется снимать всю коробку. Без распила и разборки отремонтировать «бублик» не получится. Промывка гидротрансформатора растворителями может повредить колесам и «разъесть» сальники.
После ремонта и сборки АКПП необходима балансировка гидротрансформатора. Не все сервисы проводят эту операцию, поскольку она трудоемка и проблематична. ГДТ работает на высоких оборотах — дисбаланс или нарушение соосности валов выведут из строя не только «бублик», но и всю АКПП.
Срок службы современного гидротрансформатора АКПП составляет 150 — 200 000 км. Ресурс сократится до 100 000, если менять масло. Фрикционы истираются к 120 — 150 000 км и тоже требуют замены. После 200 000 км «бублику» с регулируемым проскальзыванием прописан плановый капремонт.
Гидротрансформатор выполняет важную роль в автоматической коробке передач, он занимает пространство между корпусом силового агрегата и трансмиссией авто. Гидротрансформатор в АКПП работает, как муфта сцепления – передает вращение от работающего мотора непосредственно на автомат. Внешнее сходство гидротрансформатора АКПП с характерной формой тора позволяет называть данное устройство бубликом. Гидротрансформатор автоматической коробки передач – составная часть гидросистемы трансмиссии. Управление его работой осуществляется при помощи специального гидроблока.
Устройство гидротрансформатора коробки-автомат
Основное предназначение гидротрансформатора АКПП – это обеспечение плавного и своевременного перехода автоматической трансмиссии с одной передачи на другую. Первые образцы гидротрансформаторов для КПП были созданы в ХХ веке. С целью модернизации устройства ГТР, применялись новые технологии. Гидротрансформаторы АКПП становились более сложными по конструкции.
Помимо обеспечения плавности перехода на различные передачи, новые гидротрансформаторынаделены дополнительной функцией сцепления. При этом в момент переключения скоростей (понижающей либо повышающей) гидротрансформатор размыкает непосредственную связь двигателя внутреннего сгорания с коробкой передач. Гидротрансформатор АКПП частично принимает на себя силу крутящего момента. Именно это обеспечивает уникальную плавность при переключении скоростей.
В отличие от механической КПП, в автомате передача крутящего момента осуществляется не под воздействием механического трения между фрикционными дисками гидротрансформатора АКПП. Соединение двигателя и автоматической коробки передач происходит, благодаря давлению трансмиссионной жидкости. Срабатывает эффект вращения мельницы от ветра.Устройство гидротрансформатора обеспечивает сохранение целостности автоматической коробки и защиту от механических повреждений за счет важной функции – амортизации.
Фрикционные диски гидротрансформатора АКПП образуют сборный пакет, состоящий из деталей мобильного и неподвижного типов. При включении передачи в магистралях создается необходимое давление. При помощи специального устройства – гидравлического толкателяфрикционы гидротрансформатора АКПП взаимно сжимаются, включается заданная скорость.
Как действует гидротрансформатор АКПП
Современный гидротрансформатор блокируется при сравнивании скоростей оборотов валов – входного и выходного. На практике это случается после развития скорости транспортного средства, равной более 70 км/час. Тормозная накладка поршня гидротрансформатора замедляет вращение масляной жидкости. Валы двигателя внутреннего сгорания и коробки передач взаимно фиксируются. Силовой агрегат и трансмиссия образуют единое целое, происходит синхронное вращение валов.
Когда гидротрансформатор полностью передает вращение на АКПП от силового агрегата, потери мощности равны нулю. Данная функция гидротрансформатора напоминает действие педали механизма сцепления на коробке перемены передач механического типа.
Во время работы гидротрансформатора кинетическая энергия двигателя расходуется на движение масла, которое разогревается от трения. При взаимном касании фрикциона со стальным диском происходит интенсивное истирание накладки, фрагменты износа в виде пыли попадают в масляный состав гидротрансформатора. Стабильность работы автоматической трансмиссии и ходовой части находится в прямой зависимости от степени износа фрикционных накладок и смазочного материала.
Описание конструкции гидротрансформатора АКПП
Гидротрансформатор АКПП передает мощность от двигателя внутреннего сгорания непосредственно на узлы и детали автоматической трансмиссии. Принцип работы АКПП –гидротрансформатор не только передает вращение на коробку передач, он эффективно погашает амплитуду вибраций и сводит к минимуму силы механических ударов со стороны маховика.
Составные части гидротрансформатора:
- Насосное и турбинное колеса.
- Блокировочная муфта.
- Насос.
- Реакторное колесо.
- Муфта свободного хода.
Все рабочие механизмы размещены в корпусе устройства гидротрансформатора:
- насос напрямую работает от коленвала движка;
- турбина сопряжена с шестеренками АКПП;
- реакторное турбинное колесо – с турбиной и насосом;
- в гидротрансформатор вставлены уникальные лопасти оригинальной конфигурации;
- масло движется по внутреннему пространству коробки, благодаря гидротрансформатору;
- назначение блокировочной муфты – блокировать гидротрансформатор в заданных режимах;
- муфта свободного хода вращает реакторное колесо в противоположном направлении.
Принцип работы гидротрансформатора
Работа «бублика» осуществляется по замкнутому циклу. Смазочное вещество является главным рабочим материалом гидротрансформатора. Его вязкостные характеристики существенно отличаются от свойств масла, используемого в МКПП. При работе гидротрансформатора АКПП смазочное вещество под воздействием насосного колеса принудительно подается на лопатки реактора и турбины. Лопатки создают дополнительные завихрения и ускоряют движение масла,скорость вращения рабочих колес гидротрансформатора существенно падает, момент соответственно возрастает.
Ускорение вращения коленвала способствует выравниванию скоростей колеса насоса и турбины гидротрансформатора. При большой скорости автомобиля гидротрансформатор только передает крутящий момент по аналогии с работой гидромуфты. При блокировке ГТР вращение передается напрямую от силового агрегата на АКПП.
При переходе на другую передачу элементы гидротрансформатора разъединяются. Процесс сглаживания угловых скоростей возобновляется до окончательного выравнивания вращенияработающих турбин.
Функционирование гидротрансформатора происходит под постоянным контролем электронного блока управления ЭБУ. Датчики, установленные на гидротрансформаторе, подают сигналы на ЭБУ. Исходя из поступающих данных, формируются выходные управляющие команды. Если электронные приборы сообщают об ошибке, это означает, что возникли какие-то проблемы с ГТР.
Важно: Признаки неисправностей гидротрансформатора АКПП могут проявляться как в механической, так и электронной частях механизма. При экстренной остановке коробки-автомата необходимо провести тщательную диагностику с последующим ремонтом элементов гидротрансформатора.
На представленной схеме показано в разрезе, из чего состоит гидротрансформатор автоматической коробки перемены передач.
Спираль справа – схематическое изображение траектории движения масла внутри корпуса гидротрансформатора.
Здесь изображен принцип работы гидротрансформатора в различных режимах.
Признаки неисправности гидротрансформаторов АКПП
Гидротрансформатор занимает лидирующие позиции по надежности среди различных узлов и деталей АКПП. Он полностью вырабатывает заявленный эксплуатационный срок. Однако, это не означает, что ГТР вечен. С помощью характерных симптомов опытные водители могут определить место возможных поломок в гидротрансформаторе и автоматической коробке передач.
Признаки неисправности гидротрансформатора:
- Возникновение характерного звука (шуршащего, механического) при переключении скоростей. Этот малозаметный звук уходит, когда увеличиваются обороты, и машина ускоряется. Данный симптом указывает на деформации опорных игольчатых подшипников гидротрансформатора.
- При громком стуке металла нужно проверить состояние лопастей и колеса гидротрансформатора в сборе.
- Вибрации коробки передач на скорости 60 – 90 км/час (причина – неравномерное истирание фрикционов системы блокировки).
- Загрязнение масла (запах гари, темный оттенок, густая консистенция).
- Перегрев гидротрансформатора.
- Засорение клапана гидроблока.
- Снижение уровня трансмиссионного масла.
- Проблемы с динамикой машины (обгонная муфта нуждается в замене).
- Неожиданная остановка транспортного средства означает, что повреждены шлицы на турбинном колесе гидротрансформатора. При этом требуется установить новые шлицы или полностью менять деформированное колесо на новый механизм.
- Глохнет двигатель при переходе на другую передачу. Здесь виновата управляющая автоматика.
Появившиеся признаки и неполадки в гидротрансформаторе АКПП игнорировать не рекомендуется. Если вовремя не заменить изношенный фрикцион блокировки, гидротрансформатор начнет чрезмерно перегреваться, выходной вал коробки передач – вибрировать, масляный насос преждевременно выйдет из строя. Соответственно, прекратится подача масла в гидроблок и к пакетам сцепления АКПП.
Совет: При смене масляного фильтра рекомендуется производить полную замену масла в автоматической коробке передач и двигателе внутреннего сгорания одновременно. В случае, когда на контрольном щупе замечены следы пыли алюминия, следует проверить муфту свободного хода, которая изготовлена из данного материала, а также степень выработки торцовой шайбы.
Если на остановке при работающем моторе остро ощущается запах оплавленного пластика, это свидетельствует о чрезмерном перегреве гидротрансформатора. Основная причина повышения температуры ГТР – снижение объема смазочного материала (эффект масляного голодания гидротрансформатора и автоматической коробки передач). Охлаждающая система автоматической коробки передач тоже часто отказывает в работе. Причина дефекта СО кроется в чрезмерной засоренности теплообменника гидротрансформатора. После замены масла и тщательного обследования системы охлаждения неприятный запах гидротрансформатора улетучится.
Ремонт ГТР
Для многих автовладельцев ремонт гидротрансформатора АКПП является сложной процедурой.Не все люди обладают необходимыми знаниями, свободным временем, желанием, чтобы качественно восстановить функции гидротрансформатора своими руками. Самая большая сложность в ремонте гидротрансформатора состоит в его демонтаже с автомобиля. Профессиональные механики обладают набором специальных инструментов и приспособлений, чтобы благополучно снять гидротрансформатор с коробки передач.
Непосредственный ремонт гидротрансформатора АКПП начинается с механического разрезания корпуса на токарном станке и внимательной диагностики состояния каждого механизма. В процессе ремонта гидротрансформатора необходимо заменить следующие элементы:
- корпус бублика;
- сальники;
- уплотнительные кольца.
Перед разрезанием и диагностикой демонтированного гидротрансформатора рекомендуется слить масло в подготовленный тазик, а также тщательно промыть фрикционы и другие составляющие устройства.
Важно: Кольца и уплотнительные сальники гидротрансформатора необходимо менять на новые детали, даже при кажущемся удовлетворительном их состоянии. Во избежание протечек смазочного материала, устанавливать старые уплотнения категорически не рекомендуется.
Замена гидротрансформатора – лучшее решение. Однако, подавляющее большинство владельцев авто склоняются к тому, чтобы не покупать новый корпус или гидротрансформатор АКПП в сборе. В этом случае производится сваривание частей корпусной детали. При этом соблюдается главное условие: обеспечение абсолютной герметичности сварного шва корпуса гидротрансформатора. После установки отремонтированного устройства на автоматическую коробку передач производится балансировка этого бублика в сборе.
Мероприятие по замене гидротрансформатора АКПП сопровождается частичной или полнойзаменой трансмиссионного масла во всей системе.
Случаются поломки гидротрансформатора АКПП, которые не подлежат восстановлению. Автомеханики рекомендуют установить новый гидротрансформатор взамен поврежденного механизма.
Совет: Опытные мастера утверждают, ремонт гидротрансформатора автоматической коробки передач не отличается большой сложностью. Однако, перед самостоятельным проведением восстановительных работ в условиях гаража автовладельцам нужно внимательно ознакомиться с особенностями конструкции гидротрансформатора, методами диагностики, ремонта и пр. Для успешного проведения ремонта гидротрансформатора своими руками не помешает обзавестись специальными инструментами и необходимым оборудованием.
Чтобы увидеть, как производится ремонт гидротрансформатора АКПП на одном из специализированных предприятий, предлагается ознакомиться с материалами видео ролика, посвященного данной теме https://www.youtube.com/watch?v=hNXUsosCFh5.
Что в гидротрансформаторах ломается чаще и быстрее всего
Износ тормозной прокладки фрикциона – наиболее часто является причиной, приводящей к ремонту гидротрансформатора:
- Изношенная прокладка удаляется.
- Место ее расположения тщательно очищается от засохшего клеевого состава.
- Наносится новый клеевой состав.
- Устанавливается новая фрикционная прокладка.
Замена прокладки гидротрансформатора необходима для обеспечения герметичности системы и предотвращения утечек трансмиссионного масла. Если ее не заменить вовремя, возникают неприятные последствия:
- элементы износа в виде мелких кусочков заполняют масляные каналы в гидроплите;
- масляное голодание гидротрансформатора;
- рост температуры;
- повышенный износ сальников, втулок;
- проскальзывание стертой муфты блокирования;
- выход из строя электромагнитных соленоидов и электронных приборов;
- деформации фрикционных накладок гидротрансформатора;
- преждевременное разрушение сопряженных металлических узлов и деталей вследствие
- вибрационных колебаний изношенных муфт (старение железа).
Прочие поломки гидротрансформаторов АКПП
Автомеханики сервисных компаний в процессе диагностики ГТР часто выявляют дополнительные дефекты в гидротрансформаторах автоматических коробок передач:
- Деформации и поломка лопастей гидротрансформатора.
- Износ ступицы вследствие работы при повышенных температурах.
- Нарушение блокировки, заклинивание муфты обгона.
- Разрушение подшипников.
- Прогорание корпуса гидротрансформатора АКПП.
Почти все перечисленные дефекты выявляются только при вскрытии корпусной детали гидротрансформатора. После определения поломок производится их замена на новые рабочие элементы.
Если ремонт гидротрансформатора производится в условиях специализированных мастерских, оснащенных современным оборудованием, технологическими приспособлениями, оригинальными запчастями, восстановленный гидротрансформатор будет служить в течение длительного срока. Время эксплуатации отремонтированного механизма составляет около 80% от первоначального ресурса. Частичная либо полная замена трансмиссионного масла также входит в перечень ремонтных услуг. Длительность ремонта гидротрансформатора автоматической коробки передач в среднем занимает три рабочих дня.
Рекомендации по обслуживанию и эксплуатации ГТР автоматических коробок передач
По мнению квалифицированных специалистов, поломанный гидротрансформатор невозможно полноценно восстановить без разрезания корпуса.
При самостоятельном обслуживании бублика в гаражных условиях нужно избегать применения концентрированных растворителей и прочих чистящих, моющих средств. Это вызвано тем, что структура резиновых уплотнителей гидротрансформатора быстро разрушается под воздействием агрессивных веществ.
Гидротрансформатор АКПП | Признаки неисправности
По мере развития технологии конструкция усложнялась и модернизировалась. В настоящее время трансформатор на автоматической коробкой передач выполняет функции сцепления. То есть во время приключений передач данный элемент размыкает связь коробки с двигателем. Сразу же после включения повышающей или понижающей передачи гидротрансформатор берет на себя часть крутящего момента, что позволяет обеспечить максимально плавное переключение ступеней.
Принцип работы | Общая информация | Устройство |
Конструкция гидротрансформатора для автоматической коробки передач состоит из трёх колец с лопастями. Все три кольца согласно вращаются и располагаются в одном корпусе. Внутри корпуса находится рабочая жидкость, которая позволяет смазывать и охлаждать подвижные элементы. Насаживается гидротрансформатор на коленчатый вал, и далее соединяется непосредственно с коробкой передач. Рабочая жидкость нагнетается внутрь корпуса устройства при помощи специальной помпы. Помпа позволяет обеспечить необходимое давление, а при проблемах с герметичностью конструкции появляются активные утечки рабочей жидкости, что в свою очередь приводит к повреждению механических вращающихся элементов.
Современные гидротрансформаторы, которые используются на автомобилях с АКПП, имеют полностью компьютерное управление, а многочисленные датчики следят за давлением и скоростью движения валов внутри ядра трансформатора. Необходимо сказать, что подобное усложнение конструкции привело к снижению надёжности устройства и на устройство гидротрансформатора в целом. В особенности на эксплуатационный срок и показатели надёжности сказывается эксплуатация в максимально жёстких режимах, что характерно для современных автомобилей.
Работа гидротрансформатора Видео
Контроль работы гидротрансформатора и его оптимизация с работой коробки передач выполняется при помощи специального блока управления. Это полностью автоматическая система управления получает данные с многочисленных датчиков, установленных в коробке и самом гидротрансформаторе. При появлении каких-либо проблем в работе устройства автоматика выводит сообщение об ошибке. В отдельных случаях может отмечаться полная блокировка работы гидротрансформатора, что приводит к отключению двигателя при изменении режимов работы коробки. Также необходимо отметить, что большинство поломок трансформаторов происходит на механическом уровне. Поэтому при выполнении диагностики автомобиля точно определить характер и место поломки затруднительно. Необходимо разбирать повреждённый элемент и визуально проводить его осмотр. Только так возможно определить имеющуюся поломку.
Инженеры ведущих автопризводителей постоянно проводят изыскания, которые должны позволить повысить показатели надёжности техники и устранить проблемы в работе данного устройства. Появление новых конструкторских разработок позволяет существенно модернизировать гидротрансформатор, который сегодня может с легкостью использоваться на автомобилях, оснащенных дизельными моторами. Для таких дизельных моторов характерен высокий показатель крутящего момента. Если ранее трансмиссии с трудом справлялись с высокими показателями крутящего момента и достаточно быстро выходили из строя, то сегодня существенным образом повысилась надёжность автоматических коробок передач и гидротрансформаторов.
Гидротрансформатор АКПП устройство
Теоретически срок эксплуатации гидротрансформатора совпадает с эксплуатационным сроком автоматической коробки передач. Однако, как и любой другой механический элемент, он может выходить из строя и требовать ремонта. В отдельных случаях необходимо проводить полную замену гидротрансформатора, что приводит к существенным расходам автовладельца на ремонт гидротрансформатора.
Гидротрансформатор АКПП Признаки неисправности
Опишем основные симптомы поломок гидротрансформаторов, которые должны являться поводом для скорейшего обращения в специализированные ремонтные мастерские.
1 При переключении передач может быть слышен лёгкий механический звук. При увеличении оборотов и под нагрузкой механический звук исчезает. Подобное может свидетельствовать о проблемах с опорными подшипниками. Необходимо разбирать гидротрансформатор и оценивать состояние подшипников.
2 В скоростном диапазоне от 60 до 90 километров в час может отмечаться лёгкая вибрация. По мере ухудшения проблем с гидротрансформатором вибрация будет увеличиваться. Подобное может быть вызвано тем, что продукты износа рабочей жидкости могут забивать масляный фильтр. В данном случае ремонт гидротрансформатора заключается в замене масляного фильтра и рабочей жидкости гидротрансформатора. Как правило, требуется провести одновременно замену масла в самом моторе и коробке передач.
3 Наличием проблем с динамикой автомобиля свидетельствует о выходе из строя так называемой обгонной муфты. В данном случае необходимо разбирать гидротрансформатор и менять вышедшую из строя муфту.
4 Остановка автомобиля без возможности продолжения движения свидетельствует о повреждении шлица на турбинном колесе. Устранение неисправности заключается в установке новых шлицов или же замене всего турбинного колеса.
5 Появление характерного шуршащего шума при заведённом автомобиле свидетельствует о проблемах с подшипником, которые располагаются между турбинным или же реакторным колесом и крышкой гидротрансформатора. При движении такой шуршащий звук может полностью исчезать. В данном случае вам необходимо как можно раньше обратиться в сервисный центр и провести ремонтные работы. В большинстве случаев необходимо будет провести замену повреждённых игольчатых упорных подшипников. Стоимость такого ремонта неисправности гидротрансформатора не слишком высока.
6 При переключении передач может быть слышен громкий металлический стук. Подобное свидетельствует о деформации и выпадении лопаток. Ремонт заключается в замене повреждённого колеса в гидротрансформаторе.
7 Необходимо регулярно проверять состояние масла в гидротрансформаторе и коробке передач. При появлении на масляном щупе коробки передач алюминиевой пудры необходимо выполнить проверку муфты свободного хода, которая изготовлена из алюминиевого сплава. В большинстве случаев появления такой пудры на щупе свидетельствует о проблеме в «бублике» и износе торцевой шайбы.
8 На работающем стоящем автомобиле в районе коробки передач может появляться характерный запах плавящейся пластмассы. Подобное происходит по причине перегрева гидротрансформатора и плавления полимерных элементов и деталей данного устройства. Перегрев гидротрансформатора может возникать по нескольким причинам. В первую очередь это проблемы со смазкой. Так, например, при падении уровня масла отмечаются характерные признаки голодания коробки и гидротрансформатора. Также могут отмечаться проблемы с системой охлаждения акпп, которая не может качественно охлаждать масло в забитом теплообменнике. Ремонт в данном случае заключается в замене масла и проверке работоспособности системы охлаждения смазки.
9 При переключении передач или же при смене режимов работы коробки двигатель может глохнуть. Подобное свидетельствует о выходе из строя управляющей автоматики, которая блокирует работу гидротрансформатора. Ремонт заключается в замене вышедшего из строя блока управления.
Необходимо отметить тот факт, что каких-либо конкретных признаков неисправности гидротрансформатора нет. Поэтому в отдельных случаях специалисты сервисного центра не могут сразу определить признаки и характер поломки. Все это приводит к увеличению расходов на ремонт и неизменному простою автомобиля в сервисе.
Ремонт гидротрансформатора
Несмотря на кажущуюся сложность, ремонт гидротрансформатора не представляет особой сложности и может быть выполнен автовладельцем самостоятельно. Единственный нюанс состоит лишь в демонтаже гидротрансформатора с коробки передач. В данном случае необходимо использовать специальный ремкомплект, который позволит провести демонтажные работы. При проведении ремонтных работ корпус устройства разрезается, после чего проводится проверка состояния гидротрансформатора. Именно поэтому при ремонтных работах необходимо заменять не только уплотняющие кольца, но и сам корпус устройства. При ремонтных работах проводится замена сальника и уплотнительных колец. Использовать старые, пускай даже хорошо сохранившиеся, кольца и сальники запрещается. В отдельных случаях возможна сварка корпуса гидротрансформатора, что позволяет добиться полной герметичности устройства. После завершения работы вам необходимо установить отремонтированное устройство на коробку передач и провести балансировочные работы.
Необходимо отметить, что при определённых видах поломок гидротрансформатора его ремонт и замена вышедших из строя элементов нецелесообразна с экономической точки зрения. Куда проще приобрести новые устройства и установить его вместо повреждённого элемента.
Ремонт гидротрансформатора Видео
Как вы можете видеть, ремонт гидротрансформатора относительно несложен. Однако без соответствующей подготовки и опыта работы по ремонту автомобиля провести его самостоятельно не представляется возможным. Поэтому если вы сомневаетесь в своих силах, лучше всего обратиться к профессиональным специалистам. Стоимость нового гидротрансформатора может составить порядка тысячи долларов в зависимости от марки автомобиля.
И чем мощнее становились двигатели, тем сильнее нагревалась жидкость в ГТД, тем сложнее было обеспечить его охлаждение, и тем больше работы по передаче крутящего момента старались переложить на сцепление блокировки.
Что ломается в гидротрансформаторе?
Раз есть сцепление внутри «бублика», значит, оно изнашивается — вечных фрикционных пар не бывает. К тому же продукты их износа загрязняют внутренности ГТД, поток горячей жидкости с абразивом «выедает» металл лопаток и других внутренних частей. Также потихоньку стареют, выходят из строя от перегрева или просто разрушаются уплотнения-сальники, а иногда выходят из строя подшипники или даже ломаются лопасти турбинных колес.
Продукты износа фрикционной накладки попадают и в саму АКПП, ведь охлаждение ГТД идет прокачкой масла через насос коробки и общий теплообменник. А в гидроблоке АКПП (о нем нужно рассказывать отдельно) есть еще много разных мест, где грязь может что-то забить или жидкость может проточить лишние отверстия, повредить соленоидные клапаны, замкнуть проводники…
В общем, со временем ГТД становится основным источником «грязи» в АКПП, которая обязательно выведет ее из строя. У некоторых АКПП проблема осложняется тем, что материал накладок «приклеен» к основе, и по мере износа в жидкость начинают попадать клеющие вещества, ускоряя процессы загрязнения в разы.
Таким образом, поживший «бублик» нужно менять или ремонтировать, пока он не сломал всю коробку передач. К слову, старые АКПП, у которых блокировка срабатывала редко, только на высших передачах или ее не имелось вовсе, имеют заметно большие интервал замены масла и ресурс.
Наиболее печальный случай
К чему это приводит, можно увидеть на примере широко распространенной 5-ступенчатой АКПП Mercedes 722.6. Она ставилась на несколько десятков моделей Mercedes-Benz, Jaguar, Chrysler, Dodge, Jeep и SsangYong c 1996 года и ставится по сей день.
В этой коробке передач гидротрансформатор блокируется на всех передачах, и специальный клапан регулирует его прижатие. Даже при плавном разгоне включается частичная блокировка, а при резком блокировка включается почти сразу. Машина получается экономичной и динамичной.
В последнее время большим спросом начали пользоваться автомобили с автоматическими коробками передач. И сколько бы ни говорили автомобилисты, что АКПП – это ненадежный механизм, который дорог в обслуживании, статистика утверждает обратное. С каждым годом машин с МКПП становится меньше. Удобство «автомата» оценили многие водители. Что касается дорогого обслуживания, самая ответственная деталь в этой коробке — гидротрансформатор АКПП. Фото механизма и его устройство – далее в нашей статье.
Характеристика
В конструкцию автоматической коробки передач помимо данного элемента входит множество других систем и механизмов. Но основную функцию (это передача крутящего момента) выполняет именно гидротрансформатор АКПП. В просторечии его называют «бубликом» за счет характерной формы конструкции.
Стоит отметить, что на автоматических коробках для переднеприводных авто гидротрансформатор АКПП включает в себя дифференциал и главную передачу. Помимо функции передачи крутящего момента «бублик» принимает на себя все вибрации и удары от маховика двигателя, тем самым сглаживая их до минимума.Конструкция
Давайте рассмотрим, как устроен гидротрансформатор АКПП. Данный элемент состоит из нескольких узлов:
- Турбинного колеса.
- Блокировочной муфты.
- Насоса.
- Реакторного колеса.
- Муфты свободного хода.
Все эти механизмы помещены в единый корпус. Насос непосредственно связан с коленвалом двигателя. Турбина сопрягается с шестернями коробки передач. Реакторное колесо размещено между насосом и турбиной. Также в конструкции колеса «бублика» имеются лопасти особой формы. Работа гидротрансформатора АКПП основана на перемещении специальной жидкости внутри (трансмиссионного масла). Поэтому АКПП включает в себя также масляные каналы. Кроме этого, здесь есть свой радиатор. Для чего он нужен, рассмотрим немного позже.
Что касается муфт, блокировочная предназначена для фиксации положения гидротрансформатора в определенном режиме (например, «паркинг»). Муфта свободного хода служит для вращения реакторного колеса в обратной стороне.
Принцип работы гидротрансформатора АКПП
Как действует данный элемент в коробке? Все действия «бублика» осуществляются по замкнутому циклу. Так, главная рабочая жидкость здесь – это «трансмиссионка». Стоит отметить, что она отличается по вязкости и составу от тех, что используются в механических коробках. Во время работы гидротрансформатора смазка поступает от насоса на турбинное колесо, а затем – на реакторное.
Благодаря лопастям жидкость начинает быстрее вращаться внутри «бублика», тем самым увеличивая крутящий момент. Когда частота вращения коленвала увеличивается, угловая скорость турбины и насосного колеса выравнивается. Поток жидкости меняет свое направление. Когда автомобиль набрал уже достаточную скорость, «бублик» будет работать только в режиме гидромуфты, то есть передавать лишь крутящий момент. Когда скорость движения увеличивается, ГТФ блокируется. При этом замывается муфта, и передача момента от маховика на коробку производится напрямую, с одинаковой частотой. Элемент разъединяется снова при переключении на следующую передачу. Так заново происходит сглаживание угловых скоростей до того момента, как скорость вращения турбин не сравняется.
Радиатор
Теперь о радиаторе. Для чего в автоматических коробках он выведен отдельно, ведь на «механике» такой системы не применяют? Все очень просто. На механической коробке масло выполняет лишь смазывающую функцию.
При этом его заливают лишь наполовину. Жидкость содержится в поддоне КПП, и в ней смачиваются шестерни. В автоматической коробке масло выполняет функцию передачи крутящего момента (откуда пошло название «мокрое сцепление»). Здесь нет фрикционных дисков – вся энергия идет через турбины и масло. Последнее постоянно двигается в каналах под высоким давлением. Соответственно, маслу необходимо охлаждаться. Для этого и предусмотрен в такой трансмиссии собственный теплообменник.
Неисправности
Выделяют следующие поломки трансмиссии:
Как определить поломку?
Выяснить, какой именно элемент вышел из строя, без демонтажа коробки и ее разбора довольно трудно. Однако предугадать серьезный ремонт можно по нескольким признакам. Так, если наблюдаются неисправности гидротрансформатора АКПП или тормозной ленты, коробка будет «пинаться» при переключении режимов. Машина начинает дергаться, если вы ставите ручку с одного режима на другой (причем когда нога находится на педали тормоза). Также коробка входит сама в аварийный режим. Машина двигается только на трех передачах. Это говорит о том, что коробке нужна серьезная диагностика.
Что касается замены гидротрансформатора, она выполняется при полном демонтаже коробки (отсоединяются приводные валы, «колокол» и прочие детали). Этот элемент – самая дорогая составляющая любой АКПП. Цена на новый ГДТ начинается от 600 долларов для бюджетных моделей авто. Поэтому важно знать, как правильно использовать коробку, чтобы максимально отсрочить ремонт.
Как сохранить КПП?
Считается, что ресурс у данной трансмиссии на порядок ниже, чем у механики. Однако специалисты отмечают, что при должном обслуживании узла вам не потребуется ремонт или замена гидротрансформатора АКПП. Так, первая рекомендация – это своевременная замена масла. Регламент – 60 тысяч километров. И если на МКПП масло залито на весь срок эксплуатации, то в «автомате» оно является рабочей жидкостью. Если смазка черная или имеет запах гари, ее нужно срочно заменить.
Вторая рекомендация касается соблюдения температурных режимов. Не стоит слишком рано начинать движение – температура масла коробки должна быть не ниже 40 градусов. Для этого переведите рычаг по всем режимам с задержкой в 5-10 секунд. Так вы прогреете коробку и подготовите ее к эксплуатации. На холодном масле ездить нежелательно, так же как и на сильно горячем. В последнем случае жидкость будет буквально гореть (при замене вы услышите запах гари). АКПП не подходит для дрифта и жесткой эксплуатации. Также не стоит на ходу включать нейтральную передачу, а затем снова включать «драйв». Так вы сломаете тормозную ленту и ряд других важных элементов в коробке.
Заключение
Итак, мы выяснили, что собой представляет гидротрансформатор АКПП. Как видите, это весьма ответственный узел в коробке. Именно через него передается крутящий момент на коробку, а затем на колеса. И поскольку масло здесь является рабочей жидкостью, нужно соблюдать регламенты его замены. Так коробка будет радовать вас долгим ресурсом и плавными переключениями.
АКПП принцип работы
Одним из существенных недостатков двигателей внутреннего сгорания, а также двигателей дизеля заключается в передаче на колеса максимального крутящего момента лишь в небольшом диапазоне оборотов. Для ликвидации этого недостатка их работы и была придумана трансмиссия.
Автоматическая коробка переключения передач или АКПП появилась сравнительно давно. Основной целью ее создания было избавление водителя от постоянной необходимости работы сцеплением и ручкой переключения передач. Автомобиль, таким образом, должен был стать комфортнее и безопаснее. Первые разработки в этой сфере начались в 1930 году в Америке, и к шестидесятым годам двадцатого века автоматические трансмиссии приобрели привычный нам вид, стали надежными и долговечными. АКПП распространились по миру, но в Европе они получили свое распространение совсем недавно, на конец двадцатого века автомобилей с АКПП было не более 20%. В СССР автомобили с АКПП массово не производились и пришли к нам только после распада советского союза. Редкие исключения составляли специализированные Чайки и Волги, некоторые автобусы, тракторы и БелАЗы. В XXI веке автомобили гражданского пользования с АКПП, наконец, начали производить и у нас.
Принцип работы АКПП
Состоит классический автомат из гидротрансформатора, фрикционных и обгонных муфт, а также соединительных валов, электронного блока управления и планетарной передачи. 
Для обеспечения передаточных отношений используются планетарные передачи, которые состоят из водила, солнечной и кольцевой шестерни, сателлитов. За счет вращения одних и фиксации других элементов и происходит смена передаточного числа. Вокруг солнечной шестерни вращаются сателлиты, между ними устанавливается планетарное водило, сверху – коронная шестерня. Фиксация осуществляется за счет тормозных лент и фрикционов. При блокировке коронной шестерни передаточное отношение растет. Уменьшается при блокировке солнечной шестерни. Переключение передачи происходит посредством давления масла на гидравлический толкатель.
Масляный насос поддерживает необходимое для работы коробки давление всегда, пока двигатель работает.
В современных АКПП гидроблок и электронный блок управления объединены в один узел. Гидравлическая плита представляет собой лабиринт каналов, через которые и происходит воздействие масла на фрикционы или тормозные ленты. Внутри каналов устанавливаются регуляторы, клапана и соленоиды. Электрическая часть состоит из различных датчиков и компьютера.
Принцип работы гидротрансформатора АКПП
Механизм гидротрансформатора заменяет АКПП сцепление, он представляет собой большое колесо и его основная задача – передавать крутящий момент с двигателя на колеса, посредством вращения потоков масла, то есть АКПП не связана с двигателем жестко. Переключение передач происходит путем блокировки муфт. Процессом переключения руководит электронный блок управления, основываясь на показаниях датчиков оборота двигателя, его скорости, показаний гироскопа и других датчиков. Помимо гидравлических АКПП, принцип гидротрансформатора используется для работы бесступенчатых трансмиссий – вариаторов. Сфера применения гидротрансформатора очень велика – от привычных нам легковых автомобилей до сверхтяжелой специальной техники.
Гидротрансформатор включает турбинное, насосное и реакторное колеса. Насосное колесо соединяется с валом двигателя, а турбинное – с коробкой. Между ними находится реакторное колесо, которое связано с насосным через обгонную муфту. Принцип работы гидротрансформатора заключается в следующем: при начале движения начинает вращаться насосное колесо, тем самым закручивая потоки масла. Оно, в свою очередь, начинает вращать реакторное колесо, усиливая вращение за счет своих лопастей. Далее, на турбинное колесо передается поток масла и оттуда уже на колеса. 
Блокировка гидротрансформатора. Принцип работы современного гидротрансформатора включает использование блокировки. Насосное и турбинное колеса жестко связаны. Ранее блокировка активировалась на 70 км/ч, но современные автомобили используют ее с самых маленьких скоростей. Блокировка гидротрансформатора позволяет экономить топливо, эффективно тормозить двигатель. Однако из-за нее куда быстрее изнашивается фрикцион гидротрансформатора, уменьшается плавность хода и в целом АКПП изнашивается быстрее. КПД по ходу работы гидротрансформатора теряется на перемешивание масла и его нагрев.
Гидромуфта работает для передачи момента, но не изменяет его величину. Для его изменения предназначено реакторное колесо. Реактор остается неподвижным пока скорость вращения турбинного колеса не сравняется с вращательной скоростью насосного колеса, затем оно освобождается. Таким образом, снижаются потери, и крутящий момент увеличивается до 300%.
Использование АКПП
Классическая АКПП имеет орган управления – селектор, на котором представлены несколько «передач»:
P – режим парковки, АКПП заблокирована механически. Завести автомобиль можно только на P и R. При отсутствии уклона этого режима достаточно, чтобы удержать автомобиль на месте;
R – режим заднего хода. Активируется только после того, как автомобиль полностью остановится;
N – нейтраль, используется для буксировки, АКПП выключена, но колеса не заблокированы;
D – переключение передач с 1 по последнюю последовательно;
S – переключение до второй передачи;
L – Езда на первой передаче.
Кроме этого, современные АКПП имеют еще и различные режимы функционирования коробки:
Sport – спортивный режим характеризуется тем, что переключение передач осуществляется на более высоких оборотах, автомобиль разгоняется быстрее;
Snow – зимний режим АКПП. В данном режиме машина начинает свое движение со 2-й передачи, снижая пробуксовки;
ECO – экономичный режим, топливная экономия;
O/D – запрет на переключение более высокой передачи, как правило, применяется для обгона;
Kickdown – режим быстрого ускорения для обгона, который активируется быстрым двойным нажатием на педаль акселератора, при этом автомат переключается на ступень вниз.
Плюсы АКПП
- Комфорт для водителя, меньше действий для управления машиной, больше времени на дорогу.
- АКПП не позволяет излишне нагружать двигатель, увеличивая его ресурс.
- Современные АКПП переключаются быстрее, чем любой водитель переключает МКПП.
- Огромный ресурс при правильной эксплуатации.
- Из-за отсутствия жесткой связи двигателя с трансмиссией ударные нагрузки на нее исключены.
Минусы АКПП
- Более дорогие в производстве по сравнению с МКПП.
- Более дорогой и сложный ремонт в случае поломки.
- Из-за передачи крутящего момента жидкостью больше потери мощности на двигатели, выше расход.
- АКПП не позволяет использовать двигатель на полную.
- Критична к пробуксовкам, меньше проходимость на моноприводных автомобилях.
- Нельзя запустить с толкача.
Эксплуатация и обслуживание АКПП
Как и любой узел автомобиля АКПП необходимо эксплуатировать правильно, если этого не делать ресурс коробки можно сократить в несколько раз.
Эксплуатация в зимний период. Перед началом поездки АКПП необходимо прогревать не менее 5 минут при минусовой температуре. Автомату необходимо прогреться и разогнать по своим внутренностям загустевшее масло. Эксперты рекомендуют поставить автомобиль на тормоз и прогнать все положения селектора АКПП, задерживаясь в каждом на срок до минуты. До прогрева автомобиля и АКПП до рабочей температуры не следует допускать пробуксовок и резких разгонов.
Преодоление препятствий. Испытание сельскими, размытыми, грязными дорогами или снежно-ледяной коркой в России привычно для любого автовладельца. Приключения могут начинаться каждое утро в собственном дворе из-за «отличной» работы коммунальщиков и дорожных служб. АКПП не любит пробуксовок и выхода «раскачкой», таким образом её можно сжечь. Для преодоления препятствий лучше использовать режим SHOW/WINTER, если его нет – переключить передачу в положение L или S (на некоторых автомобилях может обозначаться 1 или D1) и стараться не останавливаться. Если колеса угодили в ямку, раскачку можно изобразить с помощью движения вперед, отпускания газа, съезда в ямку естественным ходом и снова набиранием оборотов, то есть, не переключаясь на задний ход. Если выбраться сразу не получается – дайте АКПП остыть и отдохнуть. В конце концов, существует масса других приемов для преодоления препятствий, например, помощь другого участника движения. Не забывайте отключать TRC или ESP, они снижают обороты двигателя при пробуксовках, что совсем не поможет, если автомобиль уже застрял.
Использование нейтрали. Переключать АКПП в нейтраль стоит только при простое свыше двух минут, в остальных случаях это сильно изнашивает АКПП и совсем ей не помогает. При съезде с горы, переключение в нейтраль не дает никакой экономии. Нейтраль существует только для буксировки неисправного автомобиля. 
Буксировка прицепа либо же другого авто изнашивает автомобиль с АКПП значительно быстрее, буксировка не должна превышать расстояние в 20 километров.
Режим Кикдауна и разгоны. Если автомобиль изначально не позиционируется как спортивный, то постоянные разгоны ему только навредят. Если владелец автомобиля гонщик, то он может сразу готовить деньги на ремонт автомата. АКПП следует эксплуатировать в режимах, не превышающих 5 тыс. оборотов.
Запрещено переключать движущийся автомобиль на парковку или реверс, нажимать педаль газа и тормоза одновременно. Ездить на пониженной передаче и продолжать использовать ушедшую в аварию АКПП также запрещается.
Удаление царапин на кузове автомобиля без покраски.
НЕ ТРАТЬТЕ ДЕНЬГИ НА ПЕРЕКРАСКУ!
Теперь Вы сами сможете всего за 5 секунд убрать любую царапину с кузова вашего автомобиля.
Читать далее >>
Режим парковки. Данным режимом следует пользоваться исключительно на горизонтальной плоскости. Если автомобиль стоит под уклоном, необходимо пользоваться ручным тормозом, а иначе весь вес автомобиля ляжет на блокиратор коробки, который тоже имеет свой ресурс. Причем сначала надо активировать ручник, потом уже переводить в положение парковки.
Контроль уровня и замена масла. Как и двигатель, АКПП способна проработать без масла всего несколько часов. От качества и чистоты масла зависит, насколько будет хорошо и долго работать АКПП. На различных АКПП масло меняется от 20 тыс. до 120 тыс. километров пробега. 
Фильтр. Фильтр – это узел АКПП, ответственный за очистку масла от продуктов износа механизмов коробки. Современные фетровые фильтры меняются при каждой замене масла или ремонте, уже устаревшие, металлические, могли использоваться вплоть до капитального ремонта АКПП.
Современные АКПП. RAV4
Айсин – японская компания, специализирующаяся на производстве автоматических коробок передач, дочернее предприятие Японии. АКПП от Айсин по своей надежности и долговечности уступают лишь некоторым старым американским разработкам. Ресурс некоторых АКПП от Айсин доходит до 1500000 километров. В то время как многие производители ударились в эксперименты по созданию вариаторов и роботизированных коробок передач, Айсин и не думала о них забывать. 
С 2009 года Айсин начала выпускать АКПП модели U760E для автомобилей Лексус и Тойота Камри, Рав4 и других. Шестиступенчатые АКПП U760E и некоторые другие аналоги от других производителей называют убийцами механических и роботизированных коробок передач. Характеристики этой разработки догнали и перегнали механические коробки передач. Они переключаются быстрее, более плавно, комфортнее, достигнута большая топливная экономия, лучше управляются и при этом достаточно надежны. Но цена и ресурс АКПП и МКПП по-прежнему не сравнимы. На Рав4 и других автомобилях блокировка гидротрансформатора срабатывает с невысоких оборотов, КПД коробки значительно повышено, автомат не «протупливает», позволяет быстрее разгоняться, но при этом фрикцион гидротрансформатора изнашивается очень быстро.
Переключения АКПП Рав4 и других автомобилей занимают всего 0,2 секунды, их конкурент ДСГ немного быстрее, но совсем некомфортен при быстрой езде.
Автор: Д. Спирин
Устройство и принцип работы, неисправности|center-at
Гидротрансформатор по своему принципу работы представляет собой асинхронную машину, то есть его работа – передача крутящего момента — возможна только при относительном скольжении его лопастных колес. В лучшем случае это скольжение достигает 5-10% и больше у легковых автомобилей и доходит до 2-4% у тяжелых автомобилей. Это значит, что при частоте вращения двигателя, например, 2000 об/мин турбинное колесо будет отставать от двигателя на 100-200 об/мин. Это приводит к увеличению расхода топлива по сравнению с обычным сцеплением на 3-5%.
Для устранения этого недостатка в него встраивается дополнительное сцепление блокировки, которое связывает вал турбинного колеса (входной вал коробки передач) с двигателем, минуя гидравлическую часть.
Устройство гидротрансформатора АКПП
- Колесо насосное
- Колесо Турбинное
- Муфта свободного хода
- Колесо реактора
- Сцепление блокировки
Сцепление блокировки включается по команде с гидравлической системы управления.
Для большей экономии топлива на современных автомобилях стремятся включать блокировку гидротрансформатора как можно раньше, на частоте вращения 1200-1500 об/мин, но на такой частоте высока вероятность вибрации из-за неравномерной работы двигателя. Поэтому включение происходит не полностью, а частично, и вибрации гасятся гидравлической связью между его колесами, а крутящий момент передается двумя потоками частично через сцепление, а частично через колеса гидротрансформатора. По мере увеличения частоты вращения двигателя доля крутящего момента, передаваемая сцеплением, увеличивается, и доходит до 100% примерно при 1800- 2000 об/мин, когда неравномерность вращения двигателя практически отсутствует. Данный режим работы называется скользящая или частичная блокировка.
Конструкция сцеплений
Наиболее распространенной является конструкция, приведенная на рисунке выше. Она представляет собой сцепление с одной поверхностью трения, при этом фрикционная накладка может быть наклеена как на поверхность поршня, так и на поверхность крышки ГТ. Жидкость под давлением, подаваемая в полость между поршнем и крышкой, отжимает поршень, далее попадает в полость колес и отводится на охлаждение по кольцевому зазору между валами. Для включения блокировки гидравлическая система меняет каналы местами – полость между крышкой и поршнем соединяется со сливом, а в полость между колесами подается жидкость под давлением, прижимая поршень к крышке. Величина давления жидкости определяет величину крутящего момента, передаваемого сцеплением блокировки.
Конструкция сцепления блокировки Мерседес 722.6.
Мерседес применяет в своих коробках многодисковую муфту с 3-х канальным управлением. Два канала используются для организации циркуляции жидкости в рабочих полостях, а третий канал – для включения сцепления блокировки.
Аналогичная конструкция применяется и в 5 и 7-ступенчатых коробках JATCO, причем у обоих производителей даже размерности дисков одинаковы.
Фирма ZF применила в этой серии коробок конструкцию с предварительно поджатым сцеплением. Это обеспечивает уменьшение времени задержки включения сцепления, но при этом сильно усложняет его устройство.
Поджатие осуществляется тарельчатой пружиной, расположенной между диском ступицы поршня и прижимающей его к дискам сцепления.У нового гидротрансформатора эта пружина обеспечивает момент срыва сцепления в диапазоне 8-12 н*м, допустимый разброс от 4 до 20 н*м. В дальнейших коробках семейства 8HP ZF отказался от такой конструкции.
Неисправность гидротрансформатора АКПП связана с системой сцепления блокировки. Основные проблемы, которые могут возникнуть.
- 1. Не включение блокировки (ошибка P0741). Причиной может являться заедание электромагнитного клапана или золотника, а также износ дисков или накладки сцепления, конусность крышки гидротрансформатора или неисправность уплотнения поршня сцепления блокировки.
С этого поршня фрикционная накладка сошла полностью
- 2. Вибрация при работе сцепления на режиме скользящей блокировки. Причины могут быть те же.
- 3. Двигатель глохнет при включении передачи на стоящем автомобиле или при остановке автомобиля. Причиной может являться заедание электромагнитного клапана или золотника включения блокировки.
При возникновении одного из признаков неисправности гидротрансформатора АКПП необходимо сначала проверить гидравлическую систему управления, а при отсутствии дефектов в ней снимать коробку передач и производить работы по его ремонту.
Центр АТ МАИ производит ремонт гидротрансформаторов любой сложности в течение 1-2 дней, включая замену дисков или накладок сцепления блокировки.
Как работает гидротрансформатор?
Преобразователи крутящего момента представляют собой герметичные блоки; их внутренности редко видят дневной свет, и когда они делают, им все еще довольно трудно понять!
Представьте, что у вас есть два вентилятора, лицом друг к другу. Включите один вентилятор, и он будет продувать воздух над лопастями второго вентилятора, заставляя его вращаться. Но если вы еще удержите второй вентилятор, первый вентилятор продолжит вращаться.
Именно так работает гидротрансформатор. Один «вентилятор», называемый рабочим колесом, подключен к двигателю (вместе с передней крышкой он образует внешнюю оболочку преобразователя).Другой вентилятор, турбина, соединен с входным валом коробки передач. Если трансмиссия не находится в нейтральном положении или парковке, любое движение турбины приведет к движению автомобиля.
Вместо воздуха в гидротрансформаторе используется жидкая среда, которая не может быть сжата, — масло, иначе называемое трансмиссионной жидкостью. Автомобили с автоматической коробкой передач используют гидротрансформатор. В этой статье будет обсуждаться, почему автомобилям с автоматической коробкой передач нужен гидротрансформатор и как работает гидротрансформатор.
Гидротрансформатор в автоматической коробке передач служит для тех же целей, что и сцепление в механической коробке передач.
Двигатель должен быть подключен к задним колесам, чтобы автомобиль двигался, и отсоединяться, чтобы двигатель мог продолжать работать, когда автомобиль остановлен. Одним из способов сделать это является использование устройства, которое физически соединяет и отключает двигатель и трансмиссию — сцепление. Другой метод заключается в использовании гидравлического сцепления некоторого типа, такого как гидротрансформатор, который расположен между двигателем и коробкой передач.
Внутри очень прочного корпуса гидротрансформатора есть три компонента, которые работают вместе для передачи мощности на трансмиссию:
Насос внутри гидротрансформатора является типом центробежного насоса.При вращении жидкость выбрасывается наружу, так же как цикл вращения стиральной машины сбрасывает воду и одежду наружу бака для стирки. Когда жидкость выбрасывается наружу, создается вакуум, который втягивает больше жидкости в центр.
Затем жидкость входит в лопатки турбины , которая соединена с коробкой передач (шлиц в середине — это место, где она соединяется с коробкой передач). Турбина вызывает вращение коробки передач, что в основном приводит в движение ваш автомобиль.Лопатки турбины изогнуты так, что жидкость, которая входит в турбину снаружи, должна изменить направление, прежде чем она выйдет из центра турбины. Именно это изменение направления приводит к вращению турбины.
Поскольку турбина заставляет жидкость менять направление, жидкость заставляет турбину вращаться.
Жидкость выходит из турбины в центре, двигаясь в другом направлении, чем когда она вошла. Жидкость выходит из турбины, двигаясь в направлении, противоположном направлению вращения насоса (и двигателя).Если жидкость попадет в насос, это замедлит работу двигателя и приведет к напрасной трате энергии. Вот почему гидротрансформатор имеет статор.
Статор находится в самом центре гидротрансформатора. Его задача — перенаправить жидкость, возвращающуюся из турбины, прежде чем она снова попадет в насос. Это резко повышает эффективность гидротрансформатора.
Короче говоря, гидротрансформатор представляет собой тип гидравлической муфты, которая позволяет двигателю вращаться несколько независимо от трансмиссии.Он отвечает за повышение давления жидкости в автоматической коробке передач, повышение давления, которое обеспечивает силу, необходимую для переключения передач.
Изношенный или неисправный гидротрансформатор может препятствовать надлежащему повышению давления в трансмиссионной жидкости, что, в свою очередь, отрицательно влияет на функцию и работу редуктора. Систематическое обследование профессионалом — лучший способ выявить причину неполадок в работе и порекомендовать наиболее эффективное решение.
При правильной настройке это сложное устройство может оказать огромное влияние на производительность, экономичность и долговечность вашего автомобиля, а также превратить ваш автомат в мощный двигатель!
Хотите узнать больше?
Посетите одно из наших мест!
Performance на CARiD.com
Двигатель в вашем автомобиле может выполнять большую часть работы, но он не может сделать много без ряда других компонентов. Каждый из них важен для вождения, и очень важно поддерживать их, чтобы гарантировать, что они находятся в наилучшем состоянии. Невыполнение замены деталей в случае их поломки может привести к серьезным проблемам и дорого обойтись, и одной из важных деталей, которую необходимо отслеживать, является гидротрансформатор.
Преобразователь крутящего момента в вашем автомобиле по сути является заменой сцепления в автомобиле с ручным управлением, поскольку коробка передач не может безопасно переключать передачи при подключении к двигателю. Однако, в отличие от сцепления, гидротрансформатор является очень сложным компонентом, который позволяет сохранять мощность, а не падать, что может помочь в экономии топлива при защите двигателя и коробки передач. Как мы уже говорили, объем работы, выполняемой вашим гидротрансформатором, требует, чтобы он был очень прочным компонентом, и он достигает этой прочности с помощью высококачественных стальных компонентов.Внутри гидротрансформатора находится турбина, насос и трансмиссионная жидкость. По мере ускорения турбина вращается быстрее и быстрее благодаря маховику на двигателе, что приводит к тому, что трансмиссионная жидкость вращается наружу из корпуса гидротрансформатора.
Когда это происходит, в систему поступает все больше и больше жидкости, что приводит к тому, что турбина начинает вращаться быстрее, так что внутренняя часть трансмиссии начинает вращаться и передает мощность на ваши колеса. Наличие такого сложного компонента означает, что у вашего гидротрансформатора могут возникнуть проблемы. , и вы будете испытывать их, если у вас есть автомобиль достаточно долго или вы позволите трансмиссионной жидкости достичь низкого уровня.Некоторые проблемы могут включать такие вещи, как гидротрансформатор, который не имеет достаточного количества жидкости для правильного вращения, поэтому ваша трансмиссия не может передавать мощность на колеса, или вентиляторы турбины начинают трескаться или изнашиваться. Конечно, сам корпус может треснуть под серьезным давлением, что приведет к утечке трансмиссионной жидкости. Ни одна из этих проблем не может быть проигнорирована, поэтому вы должны держать глаза и уши открытыми для симптомов. Одним из наиболее распространенных симптомов является проскальзывание, которое означает, что вы ускоряетесь и обороты двигателя увеличиваются, но автомобиль никуда не едет.За этим может последовать громкий стук, и может показаться, что трансмиссия, наконец, выбрала передачу, но обычно это признак низкой или горячей трансмиссионной жидкости. Если вы чувствуете, что едете по сильно неровной дороге каждый раз, когда вы ускоряетесь, то это также может быть проблемой с трансмиссионной жидкостью или насосом, и то же самое, если трансмиссия и двигатель начинают перегреваться без какой-либо другой причины.
Выбор гидротрансформатора
Выбор правильного конвертера и скорости сваливания для вашего автомобиля имеет решающее значение — не только на улице, но и на гоночной трассе. Правильный выбор может иметь значение между выигрышем и проигрышем; между автомобилем, который выполняет свои возможности или падает на производительность. Выбор лучшего гидротрансформатора для вашего применения может быть сложным, но есть несколько основных рекомендаций, которым вы можете следовать, чтобы помочь в этом процессе.
Кривая мощности и выходной крутящий момент являются двумя главными факторами, которые необходимо учитывать.Если мы посмотрим на скорость сваливания, оцененную в 2200 — 2700 об / мин, диапазон должен охватывать различные характеристики двигателя с различными кривыми мощности. В идеале вы хотите, чтобы кабина закрывалась где-то близко к максимальному крутящему моменту двигателя. Обычно двигатели с более низким крутящим моментом увеличивают скорость сваливания. Тот же преобразователь будет глохнуть при более низких оборотах за менее крутящим моментом — двигатель с более высокими оборотами.
Также рассмотрите сопротивление, которое вы будете иметь против двигателя. Тяжелый автомобиль с шинами большого диаметра создаст новые возможности для борьбы.Вообще говоря, чем больше у вас сопротивления, тем выше частота вращения сваливания. Те же принципы применяются к передаточным числам. Тяжелый автомобиль с более высокими передачами (низкое числовое значение) будет иметь более высокие обороты сваливания по сравнению с легким автомобилем с более короткими передачами и меньшими шинами.
Детали будут иметь решающее значение, поэтому, в заключение, вы должны учитывать следующие особенности: вес вашего автомобиля; объем двигателя; степень сжатия; профиль кулачка; передать передаточное число; диаметр шины; тип топливной системы, а также модель трансмиссии и год выпуска.
Например, давайте посмотрим на уличный прут Форда 1932 года. Скажем, он весит около 2800 фунтов с двигателем 350 кубических дюймов при сжатии 9: 1, с относительно мягким уличным кулачком, таким как Comp 260H и референтные передачи 3,50: 1. С серийным топливным насосом и трансмиссией Th450 1970-х годов здесь отлично подойдет наш стойловой преобразователь 2000-2200, такой как PN 109-602.
Или Chevy 2 двери 1955 года, которые весят около 3350 фунтов. Он работает на двигателе 383 с компрессией 10,5: 1, кулачком Comp 292 (грубый кулачок в стиле «хотрод»), 4.11 передаточных чисел, высокопроизводительный топливный насос и коробка передач Th450 1970-х годов. Скорее всего, для достижения максимальной производительности он будет использовать преобразователь задержки 3200-3500, такой как PN109-603.
, — гидравлические муфты и гидротрансформаторы — имеют много преимуществ для автомобильных трансмиссий, но с этими преимуществами связана цена: гидравлическое проскальзывание, расходуемое топливом даже на крейсерской скорости. Начиная с 1940-х годов, автопроизводители разработали различные стратегии для уменьшения или устранения этого проскальзывания, в том числе последовательные параллельные передачи с разделенным крутящим моментом и различные типы блокирующих муфт преобразователя.В этой статье «Скушаться с мотором» мы рассмотрим, как GM, Ford, Chrysler, Packard и Studebaker подошли к этой скользкой проблеме с 1949 по конец восьмидесятых годов.
ПРОБЛЕМА СКОЛЬЖЕНИЯ
Одним из фундаментальных отличий между гидравлической муфтой (гидравлическая муфта или гидротрансформатор) и механической пластинчатой муфтой является проскальзывание . Здоровая пластинчатая муфта проскальзывает лишь на короткое время при включении или выключении. Как только диск сцепления будет полностью зацеплен против нажимного диска, оба должны вращаться вместе с одинаковой скоростью.Вот почему дисковая муфта должна быть отключена или коробка передач переключается в нейтральное положение, когда автомобиль останавливается. Если двигатель не может вращаться быстрее, чем карданный вал в состоянии покоя или на очень низких оборотах, двигатель заглохнет!
Напротив, жидкостная муфта всегда проскальзывает хоть немного. Когда автомобиль находится в состоянии покоя, гидравлическая муфта проскальзывает достаточно, чтобы двигатель мог работать на холостом ходу с коробкой передач без остановки. При запуске приводной тор гидравлической муфты (крыльчатка) может достигать скорости 2000 об / мин или более, прежде чем ведомый тор (турбина) начнет вообще двигаться, точка, известная как срыв .Как только транспортное средство движется с постоянной скоростью, разница скорости между рабочим колесом и турбиной уменьшается, в конечном итоге достигая минимальной точки, известной как ступень сцепления . Однако даже на этапе сцепления турбина все еще вращается несколько медленнее, чем рабочее колесо. Например, если частота вращения двигателя составляет 2500 об / мин, турбина может вращать только 2375 об / мин: гидравлическое проскальзывание 5%. В отличие от редуктора, это снижение скорости не увеличивает крутящий момент двигателя. Разница в скорости между рабочим колесом и турбиной просто теряется из-за нагрева рабочей жидкости.
На холостых и очень низких скоростях движения желательно проскальзывание, поскольку оно не дает двигателю заглохнуть или затормозить. Гидравлическое проскальзывание также дает некоторые преимущества во время ускорения: Как и в случае с пластинчатым сцеплением, определенное количество пробуксовки обеспечивает более плавный взлет. Кроме того, как мы объяснили в боковой панели нашей статьи о других ранних автоматических коробках передач GM, преобразователи крутящего момента используют разницу скоростей между приводным и ведомым торсионными элементами для умножения крутящего момента двигателя.
Гидравлическое проскальзывание на крейсерской скорости гораздо менее желательно.Во-первых, это скольжение тратит впустую некоторое топливо — вы «платите» за большее количество оборотов двигателя (и большую мощность), чем достигли карданного вала. Во-вторых, нелинейное соотношение между рабочим колесом и скоростью турбины может быть проблематичным. Скорость турбины имеет тенденцию отставать от скорости рабочего колеса в любое время, когда увеличивается нагрузка (например, при подъеме крутого уклона), и увеличение скорости двигателя не сразу приводит к соответствующему увеличению скорости турбины.
Муфтыдля жидкостей также не допускают большого торможения двигателем.Когда вы включаете передачу, трансмиссия пытается привести в движение коленчатый вал двигателя, инерция которого вызывает эффект торможения. С пластинчатой муфтой этот эффект часто довольно выражен, особенно в редукторе, из-за механического соединения между маховиком двигателя и входным валом коробки передач; ни один не может опередить другого. Это не относится к жидкостной муфте, элементы тора которой могут свободно вращаться на разных скоростях. При выбеге турбина набегает на рабочее колесо, что вызывает проскальзывание, но эффект торможения относительно небольшой.Вот почему при снятии дроссельной заслонки в автомобиле с гидромуфтой или гидротрансформатором может быть почти как переключение в нейтральное положение.
КОНЦЕПЦИЯ СЦЕПЛЕНИЯ ЗАМКА
Одним из способов минимизации проскальзывания муфты является добавление жидкостной муфты к пластинчатой муфте, которая включается, когда автомобиль достигает крейсерской скорости.
Существует несколько способов размещения такой муфты, но общей целью является создание механического соединения между двигателем и входным валом трансмиссии (который в противном случае приводится в движение турбиной (-ами) гидромуфты.Когда это соединение полностью задействовано, элементы тора жидкостной муфты эффективно заблокированы вместе — они должны вращаться вместе на скорости двигателя — и не передавать крутящий момент. Вся мощность двигателя проходит через механическую муфту непосредственно на входной вал. Пока эта механическая блокировка остается полностью включенной, отсутствует проскальзывание, которое улучшает экономию топлива (обычно примерно на 4% на крейсерских скоростях) и обеспечивает реакцию дроссельной заслонки и торможение двигателем, сопоставимое с транспортным средством с механической коробкой передач.
Логика этих схем, которые не в масштабе и которые были значительно упрощены для ясности, состоит в том, что каждый цвет представляет собой набор компонентов, которые являются интегральными или иным образом связаны, так что они всегда вращаются вместе; сцепления, тормозные ленты, шестерни планет и маховики показаны черным или серым цветом.В этой схеме базовый трехэлементный гидротрансформатор с муфтой блокировки, крышка тора, нажимной диск муфты блокировки и рабочее колесо (красного цвета) вращаются вместе с маховиком двигателя. Приводная пластина турбины и муфты блокировки прикреплена к входному валу коробки передач (синий). Односторонняя муфта статора (фуксия) позволяет статору (светло-синий) свободно вращаться в направлении вращения двигателя, но обратное вращение блокирует статор к неподвижному валу статора (темно-серый), обеспечивая увеличение крутящего момента при некоторых условиях.(Авторская схема)
Однако такая блокирующая муфта не может оставаться заблокированной все время. Например, двигатель будет останавливаться каждый раз, когда автомобиль останавливается с включенной блокировочной муфтой, если только водитель не переключается в нейтральное положение каждый раз. Также включение муфты блокировки предотвратит увеличение крутящего момента гидротрансформатором. Следовательно, муфта блокировки должна сопровождаться каким-либо механизмом для избирательного включения или выключения муфты.
На некоторых довоенных трансмиссиях для автобусов и железнодорожных вагонов с блокировочными гидротрансформаторами блокирующая муфта включалась вручную, но автомобильные блокировочные муфты предназначены для автоматического включения и выключения.Обычная стратегия состоит в том, чтобы отключить сцепление на холостом ходу (или только на холостом ходу) и во время ускорения, а затем включить сцепление для крейсерского хода.
PACKARD УЛЬТРАМАТИЧЕСКИЙ И STUDEBAKER АВТОМАТИЧЕСКИЙ ПРИВОД
МуфтыLockup использовались в некоторых неавтомобильных преобразователях крутящего момента до Второй мировой войны, но первым серийным автомобильным приложением был Packard Ultramatic Drive 1949 года, который создал модель для последующих конструкций трансмиссии. За ним в довольно коротком порядке последовал автоматический привод Studebaker 1950 года, в котором к той же проблеме был применен несколько иной подход.
PACKARD ULTRAMATIC
Муфта блокировкиот Ultramatic представляла собой «мокрую» муфту с гидравлическим приводом, расположенную внутри корпуса гидротрансформатора, между маховиком двигателя и турбиной преобразователя. Сама пластина сцепления, которая с обеих сторон была покрыта пробкой, была прикреплена на своей ступице к входному валу коробки передач. Пространство перед сцеплением образовало гидравлический цилиндр, содержащий кольцевой стальной поршень, который действовал как нажимная пластина. Заполнение цилиндра маслом под давлением закрепит нажимную пластину на самой пластине сцепления, заставляя муфту и ведущий вал вращаться вместе с крышкой тора на частоте вращения двигателя.Если давление масла в цилиндре сбрасывается, нажимная пластина больше не будет прижиматься к пластине сцепления, расцепляя сцепление и позволяя гидротрансформатору нормально функционировать.
Оригинальный Packard Ultramatic имел четырехэлементный гидротрансформатор с одним статором (светло-голубой), размещенный между турбинами первой и второй ступеней, обеспечивающий коэффициент свертывания 2,4: 1 при 1600 об / мин. (Обе турбины, здесь окрашенные в средний синий цвет, были скреплены болтами вместе в один блок, но имели разные профили лопастей.) Запорный клапан управления муфтой (не изображен) позволяет маслу под давлением поступать в цилиндр сцепления через полый канал внутри входного вала, толкая нажимную пластину (красного цвета, как крышка тора и рабочее колесо, с которым она вращается) в положение зацепления. (Авторская схема)
Как и современный Buick Dynaflow, Ultramatic был разработан для работы большую часть времени на высшей передаче с прямым приводом. Поскольку трансмиссия в значительной степени зависела от гидротрансформатора для умножения крутящего момента, было крайне важно, чтобы блокирующая муфта не включалась преждевременно, и чтобы были некоторые средства, чтобы немедленно отключить ее для ускорения.
Packard добился этой цели, рассматривая включение муфты блокировки как автоматическое переключение передач. Подпружиненный плунжерный клапан контролировал поток масла в гидравлический цилиндр муфты блокировки. Клапан открывался или закрывался при противоположном давлении, создаваемом клапаном, управляемым дросселем, и центробежным регулятором, приводимым в действие выходным валом. Как только давление регулятора будет достаточным для преодоления комбинированного давления пружины и дроссельной заслонки, масло будет подаваться на цилиндр сцепления, включая муфту блокировки.Если давление регулятора упадет ниже этого порога, муфта отключится.
На ранних комплектациях, оснащенных Ultramatic, блокирующая муфта не включалась до тех пор, пока скорость движения не достигала как минимум 15 миль в час (24 км / ч) даже на небольшом газе. Дальнейшее открытие дроссельной заслонки может привести к задержке включения до максимальной скорости 56 миль / ч (90 км / ч). Во избежание глушения или затягивания двигателя, сцепление автоматически отключается, если скорость движения падает ниже 13 миль в час (21 км / ч). Существовал также механизм «отката», который позволял водителю отключать сцепление на скоростях от 13 до 56 миль / ч (21 и 90 км / ч), перекрывая акселератор, позволяя гидротрансформатору снова увеличивать крутящий момент.
В коробке передач Packard Ultramatic входной вал приводит в движение ступицу муфты прямого привода и входную солнечную шестерню коробки передач Ravigneaux (все окрашены в средний синий цвет). В приводе включается прямая муфта, и обе полосы освобождаются, в результате чего входная солнечная шестерня, нижняя солнечная шестерня (оранжевая), водило планетарной передачи и выходной вал (светло-зеленый) вращаются со скоростью входного вала. Кольцевое пространство (фиолетовое) удерживается в обратном направлении, на холостом ходу в низком положении и вращается с солнечными шестернями в прямом приводе. (Авторская схема)
Неудивительно, что каждое включение или выключение блокировочной муфты ощущалось как смена, создавая у менее технически грамотных водителей ошибочное впечатление, что Ultramatic был двухскоростным автоматом.(До конца 1954 года планетарная коробка передач коробки передач всегда оставалась в режиме прямого привода, если водитель не выбрал вручную низкий уровень.) При включенном сцеплении Ultramatic также передавал некоторую вибрацию трансмиссии, которую иначе мог бы поглотить гидротрансформатор. Хотя эта схема принесла в жертву некоторую плавность, которая была основным обоснованием для ранних автомобильных трансмиссий с гидротрансформатором, она сделала Ultramatic более эффективной, чем ранняя Dynaflow, по крайней мере на крейсерских скоростях.
STUDEBAKER АВТОМАТИЧЕСКИЙ ПРИВОД
Представленный в 1950 модельном году, автоматический привод Studebaker был разработан в сотрудничестве с Borg-Warner и более широко известен как серия DG после подразделения Borg-Warner Detroit Gear, которое выполняло большую часть работы по разработке.Коробки передач серии DG были условно трехскоростными автоматическими (хотя ранние итерации предназначались для запуска на второй передаче) с муфтой блокировки гидротрансформатора. Однако это сцепление использовалось совершенно иначе, чем у Пакарда.
В ранней коробке передач с автоматическим приводом Studebaker (Borg-Warner DG) маховик приводит в движение рабочее колесо гидротрансформатора, передний насос и нажимную пластину блокировочной муфты (красного цвета). Турбина ведет переднее кольцевое пространство через входной вал (средний синий).Обратная полоса окружает тормозной барабан, соединенный с передним держателем, который также является неотъемлемой частью заднего кольца (оранжевого цвета). Многодисковая муфта может зафиксировать этот держатель на передней солнечной шестерне, которая также прикреплена к заднему тормозному барабану (темно-красный). Этот барабан соединен через обгонную муфту (фуксия) с задней солнечной шестерней (фиолетовый), которая также прикреплена к внутренней обойме второй обгонной муфты (также фуксия). Третий барабан (темно-зеленый) позволяет фиксировать внешнюю обойму обгонной муфты передней полосой, которая включена на всех передних передачах.Задний планетарный транспортер прикреплен к главному валу, который также соединен с муфтой блокировки и приводит в действие задний масляный насос и регулятор (средний зеленый цвет). (Авторская схема)
Коробки передач серии DG получили свои непрямые передаточные числа со сложной планетарной передачей. На первой и второй передачах турбина преобразователя приводила в движение переднее кольцевое кольцо (зубчатое колесо). Во-первых, в низкочастотной и односторонней муфтах удерживались обе солнечные шестерни, в результате чего кольцевые шестерни приводили в движение водило планетарной передачи и выходной вал на 43.3% скорости турбины (1 / 2,31). Во-вторых, была снята нижняя полоса, и включилась многодисковая муфта, в результате чего оба зубчатых колеса вращались со скоростью турбины. Реактивный крутящий момент заблокировал заднюю солнечную шестерню против заднего одностороннего сцепления, двигая водило планетарной передачи и выходной вал вперед на скорости 69,7% (1 / 1,44) от скорости турбины. Эти передаточные числа были в дополнение к умножению крутящего момента, обеспечиваемому гидротрансформатором.
Некоторые итерации Studebaker Automatic Drive / Borg-Warner DG начинались на первой передаче, но ранние передачи начинались на второй, если водитель вручную не выбрал Низкий.Запуск в режиме Drive обеспечил максимальное начальное передаточное число 3,10: 1 (механическое передаточное число 1,44: 1, умноженное на номинальное передаточное число гидротрансформатора 2,16: 1 при скорости около 1600 об / мин), что было лучше, чем в ранних версиях Ultramatic или Dynaflow, но все же было сделано для ленивого исполнения, особенно с шестицилиндровым двигателем Studebaker. (Авторская схема)
Переключение на третью передачу было достигнуто за счет включения муфты блокировки гидротрансформатора. После включения блокировочная муфта просто приводила выходной вал в обороты двигателя (, а не оборотов турбины).Это перекрыло планетарный транспортер заднего блока, разблокировало одностороннюю муфту задней солнечной шестерни и включило трансмиссию в прямом приводе. В отличие от Ultramatic и многих других автоматических гидротрансформаторов, преобразователь серии DG был полностью отключен на высшей передаче, поэтому для получения любого дополнительного умножения крутящего момента требовалось переключение на вторую передачу.
На третьей передаче блокирующая муфта Studebaker Automatic Drive / Borg-Warner DG приводит в движение выходной вал коробки передач на частоте вращения двигателя, обеспечивая полностью механический прямой привод без гидравлического проскальзывания.(Авторская схема)
Studebaker-Packard (две компании объединились в 1954 году) отказались от обеих этих трансмиссий после 1956 модельного года. Замена была более дешевой и несколько более простой единицей Borg-Warner, которую Studebaker-Packard назвал Flightomatic, которая удалила блокировку сцепления DG. Борг-Уорнер продолжал продавать серию DG в течение еще нескольких лет некоторым покупателям, не принадлежащим к США, но американские автопроизводители не будут вновь открывать блокировочную муфту еще 20 лет.
Страницы 1 2 3 4 5 6 Просмотреть все ,