Принцип работы и устройство гидротрансформатора акпп

Масло

От состояния АТФ-жидкости во многом зависит ресурс и исправность АКПП. Специалисты рекомендуют производить ее замену раз в 40-50 тысяч километров. Однако своевременная замена еще не является залогом продолжительной работы гидротрансформатора. В случае потеков и низкого уровня АТФ-жидкости «бублик» выйдет из строя очень быстро.

Как произвести быструю диагностику? Нужно запустить двигатель, открыть капот и достать масляный щуп АКПП. На нем есть надпись «Cold» или «НОТ». В первом случае прогревать коробку не обязательно. Если уровень ниже нормы, его срочно нужно возобновить. Заливается жидкость через то же отверстие для щупа.

Обратите внимание и на состояние самого масла. Так можно вовремя определить и предотвратить неисправности, связанные с гидротрансформатором

Наличие стружки на щупе исключено. Если это так, значит, либо вышло из строя турбинное или реакторное колесо, либо износилась торцевая шайба.

Обратите внимание! При эксплуатации АКПП с низким уровнем АТФ-жидкости, возможен перегрев ГДТ. Периодически осматривайте днище автомобиля, а именно крышку (поддон) автоматической коробки

Иногда уплотнительные прокладки могут давать течь. Эксплуатировать автомобиль с такой неисправностью нежелательно, поскольку уровень масла может упасть в любой момент

Периодически осматривайте днище автомобиля, а именно крышку (поддон) автоматической коробки. Иногда уплотнительные прокладки могут давать течь. Эксплуатировать автомобиль с такой неисправностью нежелательно, поскольку уровень масла может упасть в любой момент.

Применение гидротрансформаторов

Возьмем пример того, когда гидротрансформатор упрощает пользование автомобилем. Предположим, начинается подъем на гору после движения по ровному участку дороги. Водитель забыл о манипуляциях с педалью акселератора. Так как нагрузка на ведущие колеса увеличилась, а автомобиль сбросил скорость, частота вращения турбины должна уменьшиться. При этом уменьшилось гидравлическое сопротивление – скорость циркуляции трансмиссионного масла в гидротрансформаторе увеличилась. Это означает, что крутящий момент, передаваемый валу турбинного колеса, вырос. Водитель обнаружит, что пока лопастные колеса не синхронизировались, автомобиль двигается так, будто произошел переход на низшую передачу, как это делается в автомобилях с механической коробкой передач.

Пытливый автолюбитель может обнаружить следующее: крутящий момент может преобразовываться гидротрансформатором слишком большое число раз. Что при этом происходит? Необходимая скорость уже достигнута, однако жидкость продолжает набирать скорость вращения. Здесь на выручку приходит механизм блокировки. Он создает жесткую связь между ведущим и ведомым валом. Блокировка устроена так, что потери мощности будут минимальными. При этом гидротрансформатор не увеличит расход топлива как до, так и после блокировки.

Вот еще один вопрос: если гидротрансформатор сам может менять величину крутящего момента, зачем присоединять его к автоматической коробке передач? Дело в том, что коэффициент изменение крутящего момента данного устройства равен 2,0 – 3,5 (обычно 2,4). Это не тот диапазон передаточных чисел, который нужен для эффективной работа автомобильной трансмиссии. К тому же, гидротрансформатор никак не поможет в движении задним ходом или в случаях, когда ведущие колеса разъединены с двигателем.

Устройство ГДТ

Гидротрансформатор представляет собой сложное устройство. Неисправности в любом из его комплектующих могут привести к тому, что автомобиль либо вообще не тронется с места, либо не сможет разогнаться.

Он меняет и передает крутящий момент на двигатель транспортного средства. Состоит из следующих элементов:

• насосное колесо, которое создает поток смазки. Масло течет и создает давление, заставляя вращаться следующие элементы;
• турбина вращается за счет потока масла, созданного насосным колесом;
• реакторное колесо, принцип работы идентичен турбине;
• муфта свободного хода или обгонная;
• блокировочная муфта.

ГДТ размещается между мотором и трансмиссией в отсеке полностью заполненным трансмиссионной жидкостью. Масло выполняет роль не только смазывающего средства, но становится «мокрым» сцеплением.

Неисправности ГДТ отрицательно влияют на следующие комплектующие АКПП:

• маслонасос;
• гидроблок;
• уменьшают жизненный ресурс всей коробки передач.

Важную роль в работе гидротрансформатора играет блокировочная муфта. Блокировка повышает экономичность расхода топлива автомобиля.

Блокировка

Когда будет происходить блокировка определяет электронный блок управления АКПП. А принцип ее функционирования состоит в торможении автомобиля и уменьшении скорости вращения гидротрансформатора. Таким образом крутящий момент передается напрямую от двигателя коробке. Происходит это до тех пор, пока снова не поменяется передача.

Блокировочная муфта состоит из:

• поршня с уплотнительными кольцами;
• крышки;
• ступицы, которая соединена с колесом и валом;
• двух ведущих дисков из стали;
• три ведомых дисков из металлокерамики.

Диски соединены в одном корпусе, которые находятся в тандеме с насосным колесом с одной стороны, а с другой с крышкой.

У блокировочной муфты гидротрансформатора имеются недостатки:

• когда происходит блокирование гидротрансформатора, водитель может почувствовать эти удары или толчки (на примере недоработанных особенностей коробки DP0 от французского концерна «Пежо-Ситроен»);
• снижается плавность хода;
• быстро изнашивается фрикционный диск, смазка загрязняется и теряет свои свойства.

Положительные стороны блокировки – снижается количество потребляемого топлива транспортным средством.

Причины неисправности

Гидротрансформатор — устройство не очень сложное, однако в процессе эксплуатации автоматической трансмиссии он изнашивается и постепенно выходит из строя. Перечислим, какие именно системы могут поломаться, и по каким причинам.

Фрикционные пары

Внутри гидротрансформатора есть так называемая блокировка, которая, по сути является элементом автоматического сцепления. Механически работает она схоже с классическим сцеплением МКПП. Соответственно, имеет место износ фрикционных дисков, их отдельных пар, либо всего комплекта. Кроме этого, элементы износа фрикционных дисков (металлическая пыль) загрязняют трансмиссионную жидкость, из-за чего могут забиться каналы, по которым проходит жидкость. Из-за этого падает давление в системе, а также страдают другие элементы автоматической трансмиссии — гидроблок, радиатор охлаждения и прочие.

Лопатки лопастей

Металлические лопатки под воздействием высоких температур и наличия в трансмиссионной жидкости абразива также со временем изнашиваются, и добавляют в масло еще больше металлической пыли. Из-за этого снижается эффективность работы гидротрансформатора, снижается общее давление жидкости в системе трансмиссии, ну а из-за грязной жидкости растет перегрев системы, изнашивается гидроблок, увеличивается нагрузка на всю систему. В самых худших случаях возможна полная поломка одной или нескольких лопастей на крыльчатке.

Разрушение сальников

Под воздействием горячей и загрязненной жидкости АТФ увеличивается нагрузка на резиновые (пластмассовые) сальники-уплотнители. Из-за этого страдает герметичность системы, и возможна утечка трансмиссионной жидкости.

Блокировка гидротрансформаторов

На старых коробках-автомат блокировка (сцепление), у которых управление им было механическое, непосредственно блокировка срабатывала реже, только на высших передачах. Поэтому ресурс таких коробок был выше, а интервал по замене трансмиссионной жидкости — больше.

На современных же машинах блокировка срабатывает, то есть, гидротрансформатор блокируется на всех передачах, а специальный клапан регулирует силу его прижатия. Так, при плавном разгоне блокировка включается частично, а при резком — она включается практически сразу. Делается это для снижения потребления топлива, а также для увеличения динамических характеристик машины.

Одна другая сторона медали в данном случае заключается в том, что в таком режиме работы значительно возрастает износ закладок блокировки. В том числе быстро изнашивается (загрязняется) трансмиссионная жидкость, в ней появляется много мусора. С увеличением пробега плавность блокировки падает, а при разгоне или при обычной езде машина начнет немного дергаться. Соответственно, масло в АКПП нужно менять примерно на 60 тысячах километров пробега, поскольку в зону риска попадает уже вся система автоматической трансмиссии.

Износ подшипников

В частности, опорных и промежуточных, между турбиной и насосом. При этом обычно слышится хруст или свист, издаваемый непосредственно упомянутыми подшипниками. Особенно хрустящие звуки слышны при наборе скорости, однако при выходе машины на стабильную скорость и нагрузку звуки обычно пропадают, если подшипники не изношены до критического состояния.

Потеря свойств трансмиссионной жидкости

Если жидкость ATF находится в системе трансмиссии уже давно, то она чернеет, густеет, в ее составе появляется много мусора, в частности, металлической крошки. Из-за этого страдает и гидротрансформатор. Особенно критична ситуация, когда жидкость не только теряет свои свойства, но и падает ее общий уровень (количество в системе). В таком режиме гидротрансформатор будет работать в критическом режиме, при критических температурах, что значительно снижает его общий ресурс.

Обрыв соединения с валом АКПП

Это критическая поломка, которая, правда, случается крайне редко. Заключается она в том, что происходит механический обрыв шлицевого соединения турбинного колеса с валом коробки-автомат. В этом случае движение автомобиля в принципе невозможно, поскольку от двигателя на АКПП крутящий момент не передается. Ремонтные работы заключаются в замене вала, восстановлении шлицевого соединения либо же полной замене гидротрансформатора в критических случаях.

Поломка обгонной муфты

Внешним признаком поломки обгонной муфты АКПП будет ухудшение динамических характеристик машины, то есть, она будет хуже разгоняться. Однако без дополнительной диагностики невозможно точно установить, что виновата в этом именно обгонная муфта.

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:

1. 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.
2. При громком стуке металла нужно проверить состояние лопастей и колеса гидротрансформатора в сборе.
3. Вибрации коробки передач на скорости 60 – 90 км/час (причина – неравномерное истирание фрикционов системы блокировки).
4. Загрязнение масла (запах гари, темный оттенок, густая консистенция).
5. Перегрев гидротрансформатора.
6. Засорение клапана гидроблока.
7. Снижение уровня трансмиссионного масла.
8. Проблемы с динамикой машины (обгонная муфта нуждается в замене).
9. 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.
10. 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.

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.

Признаки неисправности

Признаков серьезных неисправностей гидротрансформатора АКПП может быть несколько. Все они свидетельствуют о скорой поломке ГДТ и выходе из строя.

Признак. Слышен шум, напоминающий биение металлического предмета. При нагрузке он пропадает.

Проблема и решение. Износ подшипников, находящихся между турбиной и насосом. Чтобы удалить эти симптомы и устранить поломку, нужно разобрать гидротрансформатор и заменить подшипники.

Признак. Вибрация АКПП во время разгона выше 60 км/ч или движения автомобиля по ровной поверхности на большой скорости.

Проблема и решение. Загрязнения фильтрующего устройства. Потеря функциональных свойств смазывающего средства. Необходимо сделать полную замену ATF в АКПП и установить новый фильтр. Вполне возможно, что наступило масляное голодание. Необходимо проверить поддон АКПП на потеки.

Признак. Нет движения ни назад, ни вперед.

Проблема и решение. Оборвалось соединение турбины с валом АКПП. Для решения этой неисправности понадобится замена гидротрансформатора. В редких случаях можно обойтись просто заменой шлицевого соединения.

Признак. Автомобиль не может разогнаться и набрать необходимую скорость за короткое время.

Проблема и решение. Вышла из строя обгонная муфта. Необходимо разобрать гидротрансформатор и заменить ее.

Признак. Перегрев масла. АКПП дергается и пинается.

Проблема и решение. Например, при проблемах износа фрикционной накладки поршня блокировки гидротрансформаторного тормоза очень трудно заметить неправильную работу устройства. Из-за этого масло часто перегревается до 140 градусов Цельсия. Перегретая смазка вызывает уничтожает резину сальников ГДТ. Масло начинает течь.

В продолжение этой неисправности является полный износ накладки фрикциона. Ее клееная часть отрывается и путешествует по АКПП. Затем она оседает и приклеивается в неположенных местах вызывая засор. Засор мешает свободной циркуляции масла. Падает давление.

Поэтому и эксперты, и опытные механики на СТО просят автовладельцев проводить регулярное техническое обслуживание. При износе фрикциона – неисправность незаметна. Но в последствие она приводит к полной замене АКПП. Хотя на первоначальных этапах можно было обойтись только сменой накладки фрикциона.

К нечастым поломкам ГДТ относятся следующие проблемы:

• разрушение лопастей турбины и насосного колеса. Приводит к поломке ГДТ. Требуется его полная замена. Проблема определяется только после вскрытия;
• клин обгонной муфты;
• разблокировка обгонной муфты;
• перегрев с разрушением ступицы.

Читать

Что делать и как на автомате выехать из сугроба или из грязи если застрял

Перегрев трансмиссионной жидкости может вызывать быструю потерю функциональных свойств.

Признак. Запах горелой пластмассы, распространяющийся в салоне. Частая проблема на тойотах Камри 50.

Проблема и решение. Забитый радиатор является проблемой в этом случае. Рекомендуется снять и прочистить его. Заменить масло и фильтрующее устройство – обязательно.

Признак. Пинки, задержки во время переключения скоростей зимой.

Причина и решение. Этому может способствовать запуск на холодную. Чтобы избежать этих симптомов у автомата нужен прогрев АКПП зимой. При температуре ниже 0, автовладелец должен прогреть АКПП до рабочей температуры в 70 градусов по Цельсию и только потом начинать движение.

На автомобилях старого года выпуска выходит из строя сама кулиса. Она стопорится в одном положении. Здесь понадобится замена селектора и ручки переключения скоростей. Это можно сделать без снятия автоматической коробки.

Об истории создания и совершенствования АКПП

Идея автоматизировать переключение передач, избавив водителя от необходимости часто выжимать педаль сцепления и «работать» рычагом переключения скоростей, не нова. Она начала внедряться и оттачиваться ещё на заре автомобильной эпохи: в начале ХХ века. Причём нельзя назвать какого-либо определённого человека или фирму единственным создателем автоматической коробки передач: к появлению классической, получившей сейчас всеобщее распространение гидромеханической АКПП привели три изначально независимые линии разработок, которые в итоге объединились в единой конструкции.

Один из основных механизмов коробки-автомата – это планетарный ряд. Первая серийная автомашина, оснащённая планетарной коробкой передач, была выпущена ещё в 1908 году, и это был «Форд Т». Хотя в целом та коробка переключения передач ещё не была полностью автоматической (от водителя «Форда Т» требовалось нажимать две ножных педали, первая из которых переводила с низшей на высшую передачу, а вторая включала задний ход), она уже позволяла значительно упростить управление, по сравнению с обычными КПП тех лет, без синхронизаторов.

Второй важный момент в становлении технологии будущих АКПП – это перевод управления сцеплением с водителя на сервопривод, воплощённый в 30-х годах ХХ века фирмой «Дженерал Моторс». Эти коробки переключения передач назывались полуавтоматическими. Первой полностью автоматической КПП стала внедрённая в производство в 30-х годах ХХ века планетарная электромеханическая коробка «Коталь». Она устанавливалась на французские автомобили забытых ныне марок «Деляж» и «Делайе» (существовали до 1953 и 1954 г. соответственно).

Автомобиль «Деляж D8» – премиум-класс довоенной эпохи.

Другие автопромышленники в Европе также разрабатывали похожие системы фрикционов и тормозных лент. Вскоре подобные АКПП были реализованы в автомобилях ещё нескольких немецких и британских марок, известной и ныне здравствующей из которых является «Майбах».

Специалисты другой известной фирмы – американской «Крайслер» продвинулись далее других автопроизводителей, внедрив гидравлические элементы в конструкцию КПП, которые заменили сервоприводы и электромеханические элементы управления. Инженеры «Крайслера» разработали первые в истории гидротрансформатор и гидромуфту, которые имеются теперь в конструкции каждой автоматической коробки передач. А первая в истории гидромеханическая коробка-автомат, похожая по конструкции на современную, на серийных автомобилях была внедрена корпорацией «Дженерал Моторс».

Автоматические коробки передач тех лет были очень дорогими и технически сложными механизмами. К тому же, не всегда отличавшимися надёжной и долговечной работой. Они могли выигрышно выглядеть только в эпоху несинхронизированных механических коробок передач, управление автомобилем с которыми было достаточно тяжёлым трудом, требующим от водителя хорошо отработанного навыка. Когда широко распространились механические КПП с синхронизаторами, то по удобству и комфорту АКПП того уровня были ненамного лучше них. В то время как МКПП с синхронизаторами обладали гораздо меньшей сложностью и дороговизной.

В конце 1980/1990-х годах у всех крупных автопроизводителей происходила компьютеризация систем управления двигателем. Аналогичные им системы стали применять и для управления переключением скоростей. Если прежние решения использовали только гидравлику и механические клапаны, то теперь потоками жидкости стали управлять соленоиды, контролируемые компьютером. Это сделало переключения плавнее и комфортнее, улучшило экономичность и повысило эффективность работы трансмиссии.

Кроме того, на некоторых автомобилях были внедрены «спортивные» и другие дополнительные режимы работы, возможность вручную управлять коробкой передач («Tiptronic» и т.п. системы). Появились первые пяти- и более ступенчатые АКПП. Совершенствование расходных материалов позволило на многих коробках-автоматах отменить процедуру замены масла в процессе эксплуатации автомобиля, поскольку ресурс залитого в её картер на заводе масла стал сравнимым с ресурсом самой коробки передач.

Как проверить гидротрансформатор АКПП

Существует несколько стандартных процедур, с помощью которых можно косвенно определить состояние гидротрансформатора автоматической трансмиссии. Полное истинное состояние можно определить лишь при демонтаже указанного узла и его детальной диагностике.

Проверка сканером

Первое, что нужно сделать чтобы определить неисправность гидротрансформатора — это просканировать автомобиль на наличие ошибок специальным диагностическим сканером. С его помощью можно получить коды ошибок, и в соответствии с ними уже предпринимать конкретные ремонтные действия. Такое сканирование поможет выявить ошибки не только гидротрансформатора, но и других систем автомобиля (при наличии ошибок). Это позволяет оценить состояние трансмиссии в целом, и ее отдельных деталей в частности.

Стоп-тест

Косвенную проверку можно сделать и без использования «умной» электроники. Например, в мануалах многих автомобилей можно встретить такой алгоритм как проверить работу гидротрансформатора:

• проверку необходимо проводить на хорошо прогретом двигателе и трансмиссии, особенно, если тестирование выполняется зимой;
• запустить двигатель и установить холостые обороты (около 800 оборотов в минуту);
• включить ручной тормоз, чтобы зафиксировать машину на месте;
• нажать до упора педаль тормоза;
• включить на рычаге трансмиссии режим езды D;
• выжать до упора вниз педаль акселератора;
• на тахометре необходимо следить за показаниями оборотов, у различных машин максимальное значение должно быть приблизительно от 2000 до 2800 оборотов в минуту;
• подождать 2…3 минуты на нейтральной скорости с тем, чтобы охладить коробку передач;
• повторить аналогичную процедуру, но предварительно включив заднюю скорость.

По результатам показаний тахометра можно судить о состоянии гидротрансформатора. Для этого воспользуйтесь усредненными данными, приведенными далее:

• если гидротрансформатор полностью исправен, то значение оборотов по тахометру на полном газе не будет превышать 1800 оборотов в минуту;
• при среднем износе «бублика» соответствующее значение будет приблизительно равно 2000 оборотов в минуту;
• если значение оборотов превышает 2000, то это говорит о значительном износе гидротрансформатора, и чем выше обороты — тем значительнее износ.

К сожалению, самостоятельная диагностика автовладельцем состояния гидротрансформатора ограничена. Поэтому при появлении описанных выше симптомов и выполнения стоп-теста рекомендуется обратиться за выполнением детальной диагностики в автосервис, где проверят снятый гидротрансформатор АКПП.

Автоматическая коробка передач в работе

Любая современная коробка-«автомат» имеет на рычге-селекторе кабины следующие обязательные положения:

• Р – паркинг, или парковочная блокировка: блокировка ведущих колёс (не взаимодействует со стояночным тормозом). Аналогично, как на «механике» машину оставляют «на скорости» при постановке на стоянку;
• R – реверс, передача заднего хода (её всегда запрещено было активировать в момент движения автомобиля, а потом в конструкции предусмотрели соответствующую блокировку);
• N – нейтралка, режим нейтральной передачи (активируется при непродолжительной стоянке или при буксировке);

D – драйв, движение передним ходом ( при этом режиме будет задействован весь передаточный ряд коробки, иногда – отсекаются две высшие передачи).

• L – «понижайка», активация режима пониженной передачи (малый ход) с целью передвижения в сложных дорожных либо во внедорожных условиях;
• O/D – овердрайв. Режим экономии и размеренного перемещения (при любой возможности коробка-«автомат» переключается наверх);
• D3 (O/D OFF) — дезактивация высшей ступени для активной езды. Задействуется торможением силовым агрегатом;
• S – передачи раскручиваются до максимальных оборотов. Может присутствовать возможность ручного управления коробкой.
• На АКПП может присутствовать и специальная кнопка, которая запрещает переход на более высокую передачу при обгоне.