Коробка-автомат: «бублик» АКПП, назначение, поломки и ремонт

О конструкции

Гидротрансформатор служит для изменения и передачи крутящего момента, что идет от мотора на коробку передач. В конструкцию элемента входит:

  • Насосное колесо.
  • Турбина.
  • Реакторное колесо.
  • Муфта свободного хода.
  • Блокировочная муфта.

ГДТ размещается в отдельном корпусе, который заполнен АТФ-жидкостью. Последняя выполняет функцию не только смазки, но и «мокрого» сцепления (поскольку корзины и диска как такового в автоматической коробке нет).


Работает «бублик» по замкнутому циклу. Сперва АТФ-жидкость попадает на турбинное, а затем на реакторное колесо. Скорость лопастей последнего начинает усиливаться. Поток жидкости направляется на насосное колесо. В итоге увеличивается величина крутящего момента. С ростом частоты вращения коленвала, угловая скорость турбинного и насосного колеса выравнивается. Поток АТФ-жидкости начинает менять свое направление. В это же время срабатывает муфта свободного хода. Начинает вращаться реакторное колесо.

При дальнейшем росте скорости вращения гидротрансформатор блокируется (в работу включает специальная муфта). Так, передача крутящего момента от мотора на коробку производится напрямую. Это происходит до следующего включения или выключения передачи.

Работу гидротрансформатора контролирует электронный блок управления. Он воспринимает информацию со всех датчиков, что находятся в «бублике» и формирует выходной сигнал. При возникновении каких-либо проблем электроника тут же сообщит об ошибке. На практике происходит блокировка гидротрансформатора АКПП. Признаки неисправности могут быть разными. Это как электроника, так и механическая часть. Но если коробка встала в аварийный режим, однозначно ее следует продиагностировать.

Как продлить жизнь гидромуфте автоматической КПП

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

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

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

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

Промывка соляркой: все за и против

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

Плюсы промывки АКПП соляркой:

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

Однако, есть и минусы:

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

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

Внимание! После промывки эксперты рекомендуют завести двигатель и проехать 10 километров. Обратить внимание на появление шумов, пинков и рывков

Если их нет, если авто заводится и двигается без ошибок на мониторе панели, то промывка прошла удачно.

Что поможет избежать типичных неисправностей АКПП

Чтобы не искать способы устранения неисправности коробки автомат в Интернете или в учебниках, лучше заранее узнать, как избежать поломок:

  1. Изучить типичные проблемы своей АКПП. Например, машины Volvo с автоматом GM 4T60E не рассчитаны на езду с максимальными крутящими моментами и движение по нечищеным дорогам.
  2. Беречь АКПП от высоких нагрузок. Автоматы не любят резких стартов, без прогрева. Пробуксовки на снегу, на лесных дорогах перегревают агрегат, снижая его ресурс.
  3. Продлить жизнь автомату на несколько лет поможет проведение ТО с заменой масла и расходников по регламенту производителя.
  4. Не допускать масляное голодание АКПП.

Автоматическая коробка — сложное устройство, созданное по точным инженерным расчётам и конструктивным решениям. Выбирая жидкость и запчасти для АКПП, не стоит жадничать и покупать дешёвые аналоги. Они не выдержат режимов работы автомата, а только отнимут его ресурс.

Устройство ГДТ и блокировка гидротрансформатора

Итак, «бублик» АКПП (название в обиходе пошло от формы данного устройства) представляет собой гидравлический узел. Казалось бы, сломаться в нем особо нечему, однако это мнение ошибочно. Прежде всего, эпоха «неубиваемых» двигателей и КПП с большим ресурсом давно закончилась.

Также гидротрансформатор на современных АКПП, в отличие от легендарных агрегатов 90-х годов, имеет более сложную конструкцию. Более того, все чаще и чаще специалисты относят данный элемент к «расходникам» с ограниченным сроком службы (не более 100-150 тыс. км). После этого ГДТ нуждается в ремонте или замене (подобно сцеплению на роботах или МКПП).

В противном случае «бублик» потянет за собой всю коробку, то есть нуждаться в ремонте будет не только сцепление в виде ГДТ, но и  сама АКПП. Давайте разбираться. Чтобы было понятно, начнем с устройства «бублика» АКПП.

Главная задача гидротрансформатора — преобразование крутящего момента. Фактически, ГДТ работает как гидравлический редуктор, имеющий возможность снизить обороты и повысить крутящий момент, причем коэффициент трансформации доходит до 2.4.

Идем далее. Если в обычном сцеплении момент передается через диски, которые «смыкаются» между собой, в ГДТ энергия передается через трансмиссионное масло ATF, которое заливается в автоматическую коробку передач. Если просто, внутри ГДТ установлены два колеса – насосное и турбинное.

Коленвал двигателя связан с насосным колесом. Это колесо направляет потоки жидкости на турбинное колесо, которое, в свою очередь, связано с валом коробки передач. Подаваемое насоcным колесом масло ATF крутит турбинное колесо, после чего возвращается обратно на насосное колесо.

При этом перед возвратом жидкость также попадает на лопатки специального направляющего аппарата, который выполнен в виде реакторного колеса. Колесо-реактор разгоняет поток жидкости, направляя его в сторону вращения.

В результате поток жидкости ускоряется до того момента, пока скорость вращения насосного колеса не будет равна скорости вращения турбинного колеса. Как только скорости уравняются, «бублик» перейдет в режим гидромуфты. В таком режиме не осуществляется преобразования крутящего момента, реакторное колесо вращается свободно, никак не влияя на поток жидкости.

Также, чем большей окажется разница скоростей вращения турбинного и насосного колеса, тем сильнее будет разгоняться поток жидкости. Также во время разгона неизбежно происходит нагрев масла ATF. Естественно, КПД гидротрансформатора будет снижаться, так как часть полезной энергии расходуется на нагрев.

Если же скорость вращения насосного и турбинного колеса выравнивается, передавать крутящий момент через масло, причем с потерями, нерационально. Именно по этой причине в гидротрансформаторы стали интегрировать элементы простого фрикционного сцепления (действие основывается на трении).

Данное решение называется блокировкой гидротрансформатора. Блокировка «бублика» позволяет напрямую соединить входной и выходной вал, чтобы передать крутящий момент напрямую, то есть без потерь. При этом старые АКПП имели такой ГДТ, где блокировка гидротрансформатора срабатывала в автоматическом режиме.

Срабатывание происходило благодаря давлению давления жидкости АТФ. При этом блокировался на таких АКПП гидротрансформатор зачастую на высоких скоростях, позволяя эффективно поддерживать автомобилю ранее набранную скорость и одновременно экономить горючее. 

Однако в дальнейшем в устройстве АКПП стало больше электроники, за блокировку гидротрансформатора стал отвечать отдельный клапан с электронным управлением. Способов реализации самой блокировки много, однако основная задача — соединить валы и передать момент, минуя масло.

Позже конструкторы пошли еще дальше, стремясь приблизить ГДТ по своей производительности к обычному сцеплению. В результате при разгоне автомобиля уже происходит частичная блокировка ГДТ (принудительная блокировка гидротрансформатора АКП), когда фрикционные накладки немного смыкаются, чтобы эффективно передать момент. Далее блокировка «бублика» срабатывает как можно раньше для уменьшения потерь в гидротрансформаторе.

Получается, сегодня ГДТ является гибридной конструкцией, которая сочетает в себе как гидравлику, так и элементы обычного механического сцепления. Если учесть, что современные моторы высокопроизводительные, неизбежно увеличивается крутящий момент и нагрев жидкости в ГДТ.

Также высоки требования к экономичности автомобилей, то есть любые потери нужно сводить к минимуму. По этой причине максимум нагрузки для передачи момента от ДВС на КПП переложено на блокировку гидротрансформатора.

Распространенные причины проблем с гидротрансформатором

Есть несколько причин, по которым могут возникнуть проблемы. 

Износ игольчатых подшипников

Между насосным, турбинным и реакторными колесами устанавливаются игольчатые подшипники, для их свободного взаимного вращения. Подшипники отделяют эти вращающиеся компоненты и от корпуса гидротрансформатора. Если эти подшипники повреждены, то это станет заметно по странным шумам и осколкам металла в трансмиссионной жидкости.

Изношенная муфта блокировки гидротрансформатора

Автоматические коробки передач имеют ряд сцеплений, расположенных в корпусе коробки передач. В гидротрансформаторе также сейчас применяется муфта. Эта муфта гидротрансформатора отвечает за его блокировку и позволяет жестко, без проскальзывания, соединять коленчатый вал двигателя с первичным валом АКП. Если гидротрансформатор стал перегреваться, заблокировался, трансмиссионная жидкость стала грязной, значит неисправна муфта блокировки. Из-за этого автомобиль может остаться на передаче при остановке, что приведет к остановке двигателя. Автомобиль может трястись (вибрировать) из-за недостаточной блокировки гидротрансформатора, что приводит к износу фрикционного материала муфты блокировки.

Неисправный соленоид муфты гидротрансформатора

Соленоид блокировки муфты гидротрансформатора регулирует давление трансмиссионной жидкости, которое необходимо для работы блокировочной муфты гидротрансформатора. Если это электронное устройство не может точно отрегулировать давление жидкости, то муфта блокировки не будет работать должным образом из-за слишком большого или слишком малого давления жидкости. Это может привести к потере функции блокировки ГДТ, увеличению расхода топлива при движении автомобиля, а также к остановке двигателя при остановке автомобиля.

Как промыть АКПП самостоятельно

Итак, полностью промывать АКПП рекомендуется в тех случаях, когда жидкость АТФ была сильно загрязнена, масло в коробке давно не менялось, в целях профилактики и т.д. При этом промывка АКПП своими руками является вполне доступной процедурой и вполне может быть выполнена в условиях гаража. Отметим, что существует несколько доступных способов промывки, которые обычно совмещают с заменой масла в АКПП.

Первый способ заключается в том, что сначала из коробки сливается отработка, затем выполняется замена фильтра АКПП, потом коробку промывают, масло снова сливается, после чего ставится чистый фильтр, заливается новая порция жидкости строго по уровню.

Чтобы реализовать такую задачу, потребуется иметь 12-15 литров жидкости ATF или Dexron. При этом не рекомендуется смешивать разные жидкости и продукты в целях экономии. После того как старое масло было слито, заменен масляный фильтр и поддон АКПП установлен на место, в коробку заливается свежее масло.

Затем к системе охлаждения АКПП подключается промывочный аппарат (патрубки аппарата соединяются с системой в местах, где подключается радиатор АКПП). После этого двигатель заводят, затем агрегат работает 10-20 минут.

Аппарат остается подключенным к системе охлаждения. Далее нужно снова завести мотор, позволить залитому ранее маслу пройти по системе несколько кругов. Во время промывки нужно также включать разные режимы АКПП, чтобы масло растекалось по разным каналам и магистралям, очищая все детали АКПП.

После того, как вытыкаемая из аппарата жидкость станет полностью чистой, а количество заливаемого масла будет равно тому количеству, которое вытекает, можно считать процесс оконченным. Такой способ промывки и замены масла в АКПП принято называть полнопоточным.

Теперь рассмотрим более простой способ, так как промывка АКПП в этом случае не представляет ничего сложного. Фактически, процедура частично похожа на промывку двигателя, когда используются специальные промывочные средства, которые заливаются прямо в отработку. Простыми словами, промывка добавляется в старое масло. Единственное, как и в первом случае, требуется иметь в распоряжении промывочный аппарат, который подключается к патрубкам системы охлаждения АКПП.

После того, как масло с добавками очистило агрегат, промывку можно считать завершенной

Затем отработка сливается, причем важно удалить из агрегата максимально возможное количество масла. Теперь остается только залить свежее масло по уровню

Как видно, это способ проще, так как не нужно дважды заливать и сливать жидкость (сначала удалять отработку, затем промывку) и менять фильтры АКПП до промывки и после.

Еще отметим, что в некоторых случаях также используется специальное промывочное масло АКПП, содержащее специальные добавки. Данное решение заливается в АКПП после слива отработки, затем, по окончании процесса очистки, промывку нужно слить и залить свежее масло, предварительно заменив фильтр коробки-автомат.

Промывка автоматической коробки передач (АКПП) соляркой, бензином или керосином также является доступным способом. При этом без острой необходимости применять такое решение на практике не рекомендуется, так как некоторые АКПП могут оказаться предельно чувствительными к тому, что залито в агрегат, то есть выйти из строя или начать работать некорректно.

По окончании смесь АТФ и керосина сливается в максимально возможном количестве, затем производится промывка обычным маслом. Далее это масло также нужно слить, после чего меняется фильтр АКПП и заливается свежая трансмиссионная жидкость.

https://youtube.com/watch?v=oMEqXXPmdU0

Частичная блокировка

Частичное блокирование возможна на некоторых автоматах японского происхождения. В этом случае гидротрансформатор блокируется не полностью. Только ведомая часть крыльчатки. Это нужно для того, чтобы просто эту часть подогнать или притормозить под скорость ведущей части.

Частичная блокировка происходит по следующему алгоритму (в процессе принимают участие два электромагнитных клапана и линейный соленоид):

  • один клапан включает блокировку и удерживает ее;
  • другой клапан работает в режиме частых переключений (ВКЛ\ВЫКЛ);
  • на выходе линейного соленоида образуется низкое давление.

Частичная блокировка эффективна при торможении двигателем.

Общепринятые обозначения режимов АКПП

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

«R» — reverse, задний ход.

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

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

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

Подробнее о принципе работы

Принцип работы гидротрансформатора сводится к передаче момента от двигателя к автомобильной трансмиссии без создания жесткой связи. Момент передается посредством рециркуляции жидкости. По сути, работает трансформатор АКПП так же, как и гидравлическая муфта. Но не стоит путать два этих устройства – гидротрансформатор несколько сложнее. Он состоит из таких элементов:

  1. Корпус;
  2. Насосное колесо / насос;
  3. Статор / реактор;
  4. Обгонная муфта;
  5. Механизм блокировки / плита блокировки;
  6. Турбинное колесо / турбина.

Запчасти на mazda 2

Подвесной подшипник карданного вала 1.5 P5Y8 Если разобрать гидротрансформатор, то можно увидеть следующее: на одной оси размещено турбинное, насосное и реакторное колесо, а весь внутренний объем механизма заполнен трансмиссионной жидкостью. Между каждым из лопастных колес нет жесткого соединения, но оно и не требуется. Насосное колесо имеет жесткое соединение с коленвалом, а значит, при запуске двигателя оно будет проворачиваться вместе с ним. Турбинное колесо имеет жесткое соединение с первичным валом автомобильной АКП. Между этими колесами расположен реактор, иначе называемый статором. Сам же реактор имеет смежный элемент – муфту свободного хода, которая не дает ему вращаться в двух направлениях. Кстати, в обычных гидравлических муфтах, которые часто сравнивают с гидравлическими трансформаторами, статора и муфты нет.

Лопасти всех колес имеет особую геометрию, которая позволяет им захватывать как можно больший объем трансмиссионной жидкости. Работает устройство так: при включении двигателя и по ходу повышения оборотов насосное колесо начинает вращаться со все большей скоростью, постепенно раскручивая и жидкость. Так как турбинное колесо имеет схожую геометрию лопастей, оно начнет вращаться, увлекаемое трансмиссионной жидкостью. Выделяется здесь только реактор – он придает жидкости ускорение. Это становится возможным благодаря особой конструкции лопаток. Они имеют специфический профиль с сужающимися межлопаточными каналами. Жидкость, входя в сужающиеся каналы, выбрасывается в сторону выходного вала с увеличенной скоростью.

Формирование потока жидкости в гидротрансформаторе напрямую определяется скоростью насосного колеса. Скорость вращения последнего, в свою очередь, зависит от скорости вращения коленчатого вала. Как только лопастные колеса синхронизируется, гидротрансформатор начинает работать как гидромуфта – он не увеличивает крутящий момент. Если же нагрузка на выходной вал увеличивается, турбинное колесо немного замедляется. Реактор (статор) блокируется, начиная трансформировать поток трансмиссионной жидкости.

Устройство, принцип работы, режимы

Конструкция гидротрансформатора включает в себя всего несколько элементов:

  • Насосное колесо;
  • Турбинное колесо;
  • Статор, он же – реактор;
  • Корпус;
  • Механизм блокировки;

Монтируется гидротрансформатор на маховике двигателя, но одна из составляющих его имеет жесткую связь с валом коробки передач.

Если провести аналогию этого типа передачи с обычным сцеплением фрикционного типа, то насосное колесо выполняет роль ведущего диска (жестко соединено с коленчатым валом мотора), а турбинное – ведомого (прикрепленного к валу КПП). Вот только физического контакта между этими колесами нет.

Примечательно, что даже расположение этих колес идентично фрикционному сцеплению – турбинное колесо располагается между маховиком и насосным колесом.

Все составные части гидротрансформатора заключены в герметичный корпус, заполненный специальной рабочей жидкостью — маслом ATF. За счет своей формы этот элемент трансмиссии получил народное название «бублик».

Суть работы гидротрансформатора очень проста. На колесах устройства имеются лопасти, которые перенаправляют жидкость в определенном направлении.

Вращаясь вместе с маховиком, насосное колесо создает поток жидкости и направляет его на лопасти турбины, тем самым и обеспечивается передача усилия.

Если бы конструкция включала только эти два колеса, то гидротрансформатор не отличался бы от гидромуфты, у которой вращающий момент на обеих составляющих практически одинаков.

Но в задачу гидротрансформатора входит не только передача усилия, а и его изменение.

Так, при старте необходимо обеспечить увеличение крутящего момента на ведомом колесе (при начале движения), а во время равномерного движения – исключить так называемое «проскальзывание».

Для выполнения этих функций в конструкции предусмотрены реактор и механизм блокировки.

Реактор представляет собой еще одно лопастное колесо, но значительно меньшего диаметра и располагается оно между турбиной и насосом, с последним реактор связан посредством обгонной муфты.

В задачу этого элемента входит увеличение скорости потока жидкости, что и приводит к повышению крутящего момента.

Работает реактор так: при возникновении большой разницы между основными колесами гидротрансформатора, обгонная муфта блокирует реактор, не давая ему вращаться (из-за этого еще одно название составляющей – статор).

При этом его лопасти, имеющие специальную форму, увеличивают скорость движения потока жидкости, попадающего на него после прохождения турбинного колеса, и направляют его снова на насос.

Таким образом реактор значительно повышает крутящий момент, необходимый для создания достаточного усилия при начале движения.

При равномерном движении гидротрансформатор блокируются, то есть в нем появляется жесткая связь, и делает это используемый в конструкции механизм блокировки.

Ранее в АКПП эта составляющая срабатывала только на повышенных скоростях движения. Сейчас же, используемые электронные системы управления коробкой блокируют гидротрансформатор практически на всех ступенях.

То есть, как только крутящий момент для определенной передачи подходит к требуемым параметрам, механизм срабатывает.

При смене ступени он отключается, чтобы обеспечить плавность переключения и снова включается. Тем самым исключается вероятность «проскальзывания» гидротрансформатора, что повышает его ресурс, снижает потери усилия и уменьшает потребление топлива.

Примечательно, что механизм блокировки, по сути, представляет собой фрикционное сцепление, и работает он по тому же принципу. То есть в конструкции имеется фрикционный диск, который закреплен на турбине.

В отключенном состоянии блокировочного механизма этот диск находится в отжатом состоянии. При включении же блокировки, фрикционы прижимаются к корпусу гидротрансформатора, тем самым и достигается жесткая передача крутящего момента от мотора на КПП.

В целом, если рассмотреть функционирование гидротрансформатора, то существует три режима его работы:

  • Трансформация (включается, когда требуется повышение крутящего момента для создания большего усилия. В этом режиме работает реактор, обеспечивая повышение скорости движения потока);
  • Гидромуфта (в этом режиме реактор не задействован и вращающий момент на ведущем и ведомом колесе практически одинаков);
  • Блокировка (турбина жестко связана с корпусом для уменьшения потерь на «проскальзывание»).

Используемая для управления работой гидротрансформатора электронная система обеспечивает очень быструю смену режима его работы, подстраивая функционирование этого элемента под возникающие условия.

Поделитесь в социальных сетях:FacebookXВКонтакте
Напишите комментарий