Блокировка гидротрансформатора автоматической коробки, позволяющая жестко соединить насосное и турбинное колеса, обеспечивает снижение расхода топлива. Экономичность достигается за счет устранения гидравлических потерь при перекачке масла. Алгоритм включения блокировки определяется конструкцией коробки. В современных агрегатах управление осуществляется электроникой.
Блокировка гидротрансформатора АКПП — что это такое
Для передачи потока мощности от коленчатого вала к первичной оси автоматической коробки используется гидротрансформатор. Узел состоит из насосной (или нагнетающей) части и турбинной. Момент передается потоками масла. Насосное колесо оснащено лопатками для подачи масла под напором в сторону турбинной секции. Установленный внутри ГТ реактор или статор направляет поток жидкости на лопатки турбины.
При работе гидротрансформатора частота вращения входного и выходного колес отличается. Эффект называется проскальзыванием и приводит к потере части мощности, которая теряется на преодоление гидравлического сопротивления. Система механической блокировки соединяет колеса гидротрансформатора в жесткую кинематическую цепь, а также позволяет реализовать режим торможения двигателем.
Блокировка гидротрансформатора включается и отключается плавно, водитель и пассажиры не замечают работу узла. Для соединения в конструкции муфты установлены фрикционные накладки. Момент блокировки ГТ определяется электроникой, что позволяет экономить топливо в любом режиме движения.
Система используется в классических автоматических коробках и некоторых моделях вариаторов.
Устройство и принцип работы ГДТ и блокировка гидротрансформатора
Гидротрансформатор оснащен металлическим герметичным корпусом, внутри которого расположены подвижные колеса и статор. Кожух частично заполнен маслом, которое участвует в передаче крутящего момента. Гидравлическая система гидротрансформатора едина с контуром переключения передач. Нагретое при работе муфты масло охлаждается в теплообменнике АКПП.
Система принудительной блокировки гидротрансформатора представляет собой отдельную муфту, расположенную после турбины.
В конструкции узла блокировки имеется гаситель колебаний, возникающих из-за неравномерного вращения вала. Демпфер позволяет расширить диапазон частот вращения коленчатого вала двигателя, при которых активна блокировка гидротрансформатора. В старых моделях коробок муфта срабатывала при скорости движения свыше 70 км/ч и была малоэффективной в городских условиях.
Можно выделить 3 режима работы АКПП с блокируемым гидротрансформатором:
- с отключенной муфтой и полной передачей мощности потоками масла;
- с частичной блокировкой (или проскальзыванием);
- с включенной блокировкой и механическим способом передачи мощности.
Система блокировки в современных АКПП начинает работать с момента старта автомобиля в режиме проскальзывания. Режим работы определяется контроллером, который учитывает обороты двигателя, скорость движения и температуру масла. При фиксации начала перегрева происходит раннее включение блокировки гидротрансформатора, позволяющее быстрее охладить жидкость ATF.
Система блокировки срабатывает на каждой передаче при повышении или снижении скорости. В момент перехода на другую ступень гидравлика размыкает муфту, а после включения следующей ступени происходит постепенное включение блокировки.
В современных АКПП система работает в жестком режиме (особенно в городских условиях с постоянными разгонами и торможениями), обеспечивая повышение КПД трансмиссии.
Муфта блокировки может оснащаться промежуточным диском с фрикционными накладками, позволяющими увеличить время работы и повысить допустимый крутящий момент. Этот диск жестко соединяют с турбинной секцией и располагают в полости между нажимным диском системы блокировки и корпусом гидротрансформатора. При включении поток мощности подается через обе стороны дополнительного диска к турбинному колесу и первичному валу АКПП.
Если муфта разомкнута, то масло передает крутящий момент от насоса к турбине, а затем через клапан в теплообменник.
Для замыкания блокировки в гидравлической системе коробки имеется распределительный соленоид с регулятором давления. Изменение направления потока позволяет начать замыкание муфты в режиме пробуксовки с последующим полноценным замыканием или отключением.
Неисправности гидротрансформатора и его блокировки
Поломки муфты блокировки в основном связаны с естественным износом накладок. Мелкая пыль отводится вместе с маслом из зоны трения и частично удерживается фильтром. Недостаточная толщина фрикционного слоя приводит к увеличению тепловыделения из-за нештатной пробуксовки.
В гидротрансформаторе износу подвержены лопатки вращающихся частей и статора, возможно нарушение герметичности сальников или появление люфта в подшипниках. В большинстве случаев при работе неисправного ГТ появляются вибрации или посторонние шумы. Проблема особенно заметна при скоростях до 50-60 км/ч.
Ремонт гидротрансформатора проводится в условиях мастерской. Самостоятельно разрезать, а затем заварить и отбалансировать корпус не получится.
Признаки неисправности
Основные симптомы поломки гидротрансформатора или муфты блокировки:
При появлении первых симптомов неисправности гидротрансформатора необходимо провести диагностику и отремонтировать узел. При дальнейшей эксплуатации узла возможно необратимое повреждение автоматической коробки.
Неисправности гидротрансформатора сложно отличить от поломок других компонентов АКПП. Точно выяснить причину некорректной работы можно только в условиях сервиса.
Поведенческие симптомы выхода из строя гидротрансформатора АКПП
При поломке гидротрансформатора меняется поведение трансмиссии автомобиля. Например, при начале движения муфта буксует 2-3 секунды, но затем жидкость начинает вращать турбинное колесо. Дефект заметнее на коробках, алгоритм работы которых рассчитан на старт на второй передаче. Также возможно падение динамики разгона вне зависимости от включенной ступени.
В большинстве случаев после прогрева жидкости и деталей конструкции работа АКПП стабилизируется.
Звуковые симптомы и дополнительные признаки
Иногда при поломке системы блокировки гидротрансформатора появляется монотонный шум, который прослушивается при переключении скоростей. Момент повышения или понижения передачи легко отследить по индикации на экране бортового компьютера в комбинации приборов.
Иногда посторонний гул сопровождается вибрацией, которая исчезает по мере набора скорости.
Причины неисправности
Наиболее частая причина некорректной работы муфты — засоренный соленоид блокировки гидротрансформатора, расположенный в гидроблоке. Механическая и электрическая части клапана подвергаются воздействию масла, загрязненного частичками от фрикционных накладок.
Фильтрация жидкости ATF осуществляется после прохождения потока через соленоид и систему охлаждения. Если владелец своевременно обслуживал коробку и регулярно менял масло, то срок службы блокировки увеличивается.
Ускоренный износ накладок происходит при резком разгоне, поскольку к нагрузкам в переходном режиме частичной блокировки добавляются повышенные обороты. Попадающая в масло пыль вызывает заклинивание клапан блокировки и каналов для циркуляции жидкости в гидроблоке.
В ряде случаев возможно истирание накладок до клеевого слоя, который еще сильнее засоряет гидравлическую систему. К некорректной работе блокировки добавляются толчки при переключении скоростей, неизбежные из-за несинхронной работы фрикционных пакетов.
Ресурс муфты блокировки зависит от мощности двигателя и веса автомобиля. Тяжелые машины (например, Range Rover или Toyota Land Cruiser Prado 120-series и последующих моделей с бензиновыми моторами) при интенсивных разгонах активно изнашивают фрикционные накладки.
Некорректная работа клапана в гидроблоке сказывается на функционировании и ресурсе блокировки. Неисправность гидротрансформатора почти всегда является следствием или причиной поломки других узлов в АКПП.
Фрикционные пары и лопатки лопастей
Помимо фрикционных накладок в гидротрансформаторе выходят из строя лопатки, расположенные на колесах и статоре. Разрушение ускоряется при попадании в масло пыли от изношенной муфты блокировки, а также при перегреве.
Забитый грязью теплообменник не обеспечивает постоянную циркуляцию и охлаждение масла. Деформированные лопасти приводят к дисбалансу насоса или турбины. Вибрация разрушает подшипники, а металлическая пыль засоряет гидравлику АКПП.
Разрушение сальников и блокировка гидротрансформаторов
Установленные в гидротрансформаторе уплотнители из эластичного пластика или маслостойкой резины разрушаются при перегреве или под воздействием грязного масла. Появление течи приводит к падению давления в гидравлической системе, коробка работает с перебоями либо переключается в аварийный режим.
Муфта блокировки в коробках старого образца имела механический привод, но с конца 80-х гг. прошлого века управление стало электронным. Введение режима частичного включения системы позволяет повысить экономичность автомобиля, а также ускоряет износ фрикционных накладок.
Для удаления пыли из картера рекомендуется проводить частичную замену масла ежегодно либо через каждые 15-20 тыс. км. Одновременно следует устанавливать новый фильтр (при возможности замены без снятия и разборки коробки).
Износ подшипников и потеря свойств трансмиссионной жидкости
Причина раннего износа опор турбинного и насосного колеса — пыль от накладок. Помимо вибраций возможно появление шума, пропадающего после прогрева коробки или увеличения оборотов двигателя. Ресурс масла в АКПП, установленный производителями, варьируется в пределах от 60 до 100 тыс. км. Некоторые марки вообще не предписывают менять жидкость в течение срока эксплуатации автомобиля.
Для увеличения срока службы коробки до капитального ремонта следует поддерживать максимальную чистоту масла. Жидкость необходимо менять как минимум через 40-60 тыс. км. Сокращение интервала до 15-20 тыс. км пойдет коробке только на пользу.
Помутнение масла либо наличие в жидкости посторонних механических включений указывают на необходимость срочного обслуживания.
Обрыв соединения с валом АКПП и поломки обгонной муфты
Проблема обрыва механической связи гидротрансформатора с входным валом коробки встречается редко. В этом случае двигатель может работать, но автомобиль не движется вне зависимости от положения селектора.
В ряде случаев сломанный вал или шлицы блокируют вращение коленчатого вала двигателя. Обломки могут пробить корпус гидротрансформатора или повредить картер АКПП. Неисправная обгонная муфта влияет на динамику разгона, но никак не связана с работой гидротрансформатора или системы блокировки.
Как проверить гидротрансформатор автоматической коробки переключения передач
Опытный механик может определить неисправность гидротрансформатора или системы блокировки в ходе тестовой поездки. Но существует риск ошибки, поскольку возможна комплексная проблема с механической или гидравлической частью автоматической коробки.
Проверка сканером
Электроника коробки фиксирует в памяти коды ошибок, расшифровка которых позволяет найти неисправный узел. Для считывания необходим сканер, который подключают к диагностической колодке OBD-II (на машинах старых моделей может использоваться колодка другого стандарта). Для чтения кодов можно использовать адаптер, связанный по беспроводному каналу со смартфоном или ноутбуком с установленной диагностической программой.
Коды неисправностей зависят от модели коробки. Например, в автомобилях Audi встречается ошибка 17125, указывающая на отсутствие передачи потока мощности через систему блокировки.
Проблема может носить случайный характер. Для проверки достаточно удалить код из памяти, а через 100-200 км пробега повторно провести диагностику. Появление ошибки указывает на неисправность гидротрансформатора либо муфты блокировки.
Stall-test
Проверка Stall-test или стояночный тест позволяет оценить состояние автоматической трансмиссии, а также косвенно определить корректность работы двигателя. Диагностика проводится без компьютера. Тест направлен на определение силы сопротивления, создаваемой коробкой при заданном числе оборотов на неподвижной (удерживаемом тормозами) машине.
Для проверки необходимо нажать на педаль тормоза при работающем моторе, перевести селектор в положение движения вперед, а затем нажать на педаль акселератора до упора. Блок управления АКПП определяет отсутствие движения и не позволяет коленчатому валу раскрутиться сверх заданного предела. Если в коробке имеются неисправности (например, утечки жидкости через магистрали или пробуксовка фрикционов), то мотор достигнет больших оборотов.
Если обороты немного превышают регламентированные, то в коробке изношены некоторые диски в фрикционных пакетах. Сильное увеличение частоты вращения указывает на пробуксовку фрикционов или поломку гидротрансформатора.
Если мотор не может раскрутиться до нижнего предела, то следует проверить сам двигатель. Сильное падение оборотов указывает на критический износ двигателя либо насосного или турбинного колеса гидротрансформатора.
При проведении проверки существует ряд ограничений:
- Длительность нажатия на педаль не должна превышать 5 секунд. Необходимо сбросить обороты сразу после стабилизации.
- После проверки необходимо оставить мотор работать на холостом ходу на протяжении 2-3 минут для охлаждения масла в коробке.
Проверка Stall-test должна проводиться в условиях сервиса. Частота вращения двигателя под нагрузкой зависит от модификации коробки. Например, для АКПП 4F27E мотор должен раскрутиться до 2406-2811 об/мин.
Тест не позволяет определить состояние блокировки гидротрансформатора. Дополнительно можно проверить давление масла в магистрали при помощи внешнего манометра. Тест Stall-test используется для оценки состояния коробок старого образца, с начала 2000-х гг. был постепенно вытеснен системами компьютерной диагностики.
Что будет, если ездить без блокировки гидротрансформатора
При неисправной блокировке гидротрансформатор продолжит работать, но мощность будет передаваться только потоком масла. В результате возможен перегрев жидкости и деталей коробки, что вызовет ускоренный износ агрегата. При частичном износе муфты блокировки появляются толчки при переключении, а также ускоряется деградация масла (жидкость насыщается пылью от накладок, которая забивает гидравлический блок с клапанами).
Смещение момента срабатывания блокировки из-за износа фрикционов или неисправности клапана управления приводит к увеличению времени пробуксовки. В результате масло сильнее насыщается пылью, что приводит к некорректной работе гидравлики.
Муфта блокировки является важной частью автоматической коробки передач. От состояния узла зависит ресурс всего агрегата.
Ремонт гидротрансформатора
Восстановление гидротрансформатора и системы блокировки проводится в условиях сервиса. Для доступа к колесам, реактору или фрикционным накладкам необходимо разрезать корпус. После установки новых деталей кожух заваривают.
Одна из причин неправильной работы АКПП — зависший или сгоревший электромагнитный клапан муфты блокировки гидротрансформатора. Недостаточное давление жидкости провоцирует длительную пробуксовку, что вызывает ускорение износа фрикционных накладок.
Ремонт гидротрансформатора без ревизии остальных узлов автоматической коробки нерентабелен. Например, износ гидроблока или засорение магистралей подачи масла приведет к некорректной работе блокировки. Через 2-3 тыс. км эксплуатации владелец столкнется с проблемой изношенных фрикционных накладок и необходимостью повторного ремонта.
Как сделать так, чтобы гидротрансформатор подольше не ломался
Для увеличения ресурса гидротрансформатора и системы блокировки необходимо:
Система блокировки гидротрансформатора — важный узел автоматической коробки, обеспечивающий снижение расхода топлива при сохранении динамики разгона. Фрикционные накладки при эксплуатации изнашиваются, скорость истирания зависит от стиля управления и мощности двигателя. Своевременный ремонт муфты блокировки продлевает срок службы коробки и сохраняет высокий уровень комфорта при переключении скоростей.
Как часто вы ездите в сервис, чтобы проверить свой гидротрансформатор? Поделитесь в комментариях. Сохраните статью в закладках, чтобы полезная информация была доступной в любое время.
