Соленоид АКПП

Виды соленоидов

Как стало ясно из предыдущего пункта статьи, управление АКПП без соленоидов представить сложно. В зависимости от того, по какому принципу работают данные механизмы, принято выделять несколько поколений установок. На сегодняшний день выделяются три основных вида соленоидов:

• Первый – стандартный электромеханический клапан, работающий по принципу «полностью отрыть канал подачи масла или же полностью закрыть его». Соответственно, при открытом положении такого соленоида по каналу гидроблока свободно протекает трансмиссионная жидкость, а при закрытом — масло не течёт;
• Второй – соленоид, представленный электромагнитным клапаном. Такие механизмы одно время были очень популярны в сфере автомобилестроения, так как могли точно организовать работу АКПП. Несмотря на это, низкая надёжность электромагнитных соленоидов сильно подорвала их популярность, поэтому в масштабном автомобилестроении они практически не используются. Главная фишка данных устройств заключается в том, что стержень может не только полностью открыть или закрыть канал подачи масла, но и сделать это частично, мягко регулируя подачу трансмиссионной жидкости;
• Третий – соленоид, представленный усовершенствованным электромагнитным клапаном. Данный механизм имеет в своей конструкции не просто запирающий/открывающий канал стержень, а тонко работающий гидравлический клапан. Работа подобных соленоидов основана на том, что контроль движения масла осуществляется при помощи шарового клапана. По сути, такое устройство позволяет организовать тонкую настройку работы АКПП, но при этом является заметно надёжней второго типа соленоидов, поэтому во время своего появления получило широкое применение. Более того, новейшие соленоиды имеют в конструкции фильтрующий элемент, который при пропускании через него трансмиссионной жидкости отсеивает лишний мусор и существенно продлевает срок службы коробки.

С течением времени конструкция автомата становилась всё более и более сложной, поэтому усложнялись и принципы работы соленоидов АКПП, из-за чего они подвергались усиленной модернизации. Основные совершенствования касались того, чтобы переложить на клапан дополнительные функции по типу сброса давления в конкретном блоке сцепления коробки или заблокировать муфту гидротрансформатора.

Типы соленоидов в современных коробках

Идеи автомобильных инженеров позволили достичь подобных задач. Теперь многочисленные типы соленоидов не только отвечают за переключение передач, но и тонко управляют режимами работы АКПП. Сегодня стандартный автомат имеет в конструкции 6 типов соленоидов:

• Соленоид EPC-формации или клапан линейного давления. Данный соленоид является важнейшим в конструкции АКПП и всегда стоит в гидроблоке первым. Основной функцией линейного соленоида является контроль подачи масла в конкретный канал. Нагрузка на данный механизм высока, поэтому он ломается чаще всего и подлежит первоочередной проверке;
• Соленоид TCC-формации или клапан, блокирующий муфту гидротрансформатора. Данное устройство, как правило, включается при работе мотора на высоких оборотах и частично отвечает за повышение КПД мотора. При «слабой» езде этот соленоид не работает;
• Соленоид Shift-формации или клапан-шифтовик. Располагается за линейным клапаном, имеет сложную структуру и выполняет важнейшую функцию всего гидроблока – переключает передачи посредством отточенной подачи трансмиссионной жидкости по соответствующим каналам;
• Управляющий соленоид. Пожалуй, наиболее простое устройство во всём гидроблоке, ибо имеет лишь одну несложную функцию – контроль за работой всех остальных соленоидов. Функционирование управляющего клапана очень схоже с тем, как работает транзистор любой микросхемы;
• Соленоид проскальзывания. Подобный клапан организует плавность перехода с одной передачи на другую, то есть, переводя работу автомата в режим проскальзывания;
• Соленоид охлаждения. Этот же механизм пускает нагретое масло АКПП в отделы охлаждения, что необходимо для стабильной работы коробки.

С этим читают

Самостоятельная проверка и замена соленоидов АКПП

Соленоиды постоянно находятся в агрессивной среде – трансмиссионном масле с металлическими мелкими продуктами износа шестерен (стружка, осколки, сажа от тормозных фрикционов и пр.).Принцип действия клапана АКПП состоит в том, что его сердечник постоянно находится в магнитном поле. Этим магнитом притягиваются металлические фрагменты, находящиеся в масляном растворе, на стержень и обмотку катушки.

Если при эксплуатации автомобиля замечены такие признаки, как удары и толчки в районе коробки передач, загорелась лампочка датчика о неисправности АКПП, переключение передач сопровождается резкими ударами и рывками, рекомендуется проверить состояние соленоидов:

1. Первичная компьютерная диагностика гидроблока.
2. Если компьютер выдал заключение о поломке соленоидов, данные механизмы демонтируются с машины для дальнейшего анализа.
3. При помощи тестера замеряется сопротивление соленоида. Данный показатель должен быть равен 10-25 Ом.
4. Проверяется возможное заклинивание сердечника. Контакты клапана подсоединяются к источнику тока с напряжением 12 вольт. Если соленоид исправен, он должен при подключении издавать явный щелчок.

Существует метод проверки соленоидов при помощи сжатого воздуха. Считается, что при продувке клапана, находящегося в закрытом положении, он свободно пропускает воздушный поток. Соответственно, в открытом – воздух не проходит.

Замена соленоидов в АКПП может быть произведена в условиях гаража. Основное условие – тщательное выполнение рекомендаций. Тип соленоида определяется, исходя из особенностей конструкции автоматической коробки передач. Необходимые технические данные на АКПП можно посмотреть в инструкции по эксплуатации конкретного автомобиля.

Алгоритм действий при замене соленоидов АКПП:

• демонтаж гидроблока с коробки передач (открутить болты, отжать специальные фиксаторы);
• отключение от питания и извлечение соленоидов из блока;
• установка новых соленоидов на освободившиеся места;
• подключение элементов к сети;
• установка гидроблока на место с заменой изношенной прокладки на новую.

Прокладка гидроблока нуждается в обязательной замене с целью предупреждения возможных утечек масляной жидкости.

Проверка и замена соленоидов

Некоторые автовладельцы сами хотят разобраться в том, как можно проверить соленоиды в АКПП на работоспособность. Тут нужно быть внимательным. В определённых случаях работу над устранением неисправностей лучше доверить специалистам.

Но для начала следует понять, что с соленоидом возникли проблемы, и там действительно требуется определённое вмешательства.

Есть несколько характерных признаков износа и поломки соленоидов в АКПП. Они проявляются в виде:

• ударов,
• толчков,
• перехода АКПП в аварийный режим,
• рывков при переключении передачи.

Как только вы заметили при управлении своим транспортным средством с коробкой автомат, что переключение скоростей осуществляется с толчками, это весомый аргумент для проверки блока соленоидов.

Если давление снизится и окажется недостаточным, работа АКПП может осуществляться всухую. Это значительно приблизит момент износа втулок. Параллельно появятся вибрации, способные нанести непоправимый урон автоматической трансмиссии, включая поломки, несовместимые с ремонтом. Только полная замена АКПП.

Чтобы проверить состояние соленоида, достаточно воспользоваться обычным омметром или мультиметром в соответствующем режиме. Выполняется проверка на сопротивление, для чего на контакт клапана следует подать напряжение, равное 12 В. Если с соленоидом всё хорошо, при подаче напряжения вы услышите характерный щелчок. Если реакции не происходит, он засорился или вышел из строя.

Поочерёдно проверив каждый из соленоидов, можно легко своими руками определить проблемный элемент, и далее заменить его, если невозможно восстановить работоспособность путём промывки.

Чтобы прочистить соленоид, можно воспользоваться сжатым воздухом. Воздух под давлением подаётся через соленоид. Если элемент пропустит воздух, то соленоид можно использовать повторно. Если же нет, тогда поможет только его замена.

Ремонту подлежат далеко не все компоненты масляной системы АКПП. Потому рекомендуется заранее узнать, какие соленоиды используются в автомобиле, и является ли их конструкция разборной. Подавляющее большинство современных соленоидов неразборные. Восстановление их работоспособности возможно только с помощью продувки или ультразвукового воздействия.

Если на вашей автоматической коробке переключения передач применяется разборная конструкция соленоида, то здесь замене подлежит сама обмотка. Деталь можно промыть в бензине или другом очистителе, затем просушить и собрать обратно. Если проверка на работоспособность восстановленной детали прошла успешно, она возвращается обратно в соленоидный блок.

Полностью заменить соленоид не сложно, когда проверка показала полный выход из строя. Для этого потребуется свериться с руководством по эксплуатации к своей машине, отыскать на АКПП соленоидный блок, снять его и извлечь неисправный компонент. Далее, будучи предельно аккуратным и внимательным, на откреплённом от автоматической коробки гидроблоке отключается от питания соленоид и убирается. На его место устанавливается аналогичный элемент, соответствует типу коробки передач. Обязательно следует использовать новую прокладку под соленоид. Обычно прокладка идёт в комплекте с деталью.

Если вы не хотите покупать новый соленоид, поскольку думаете восстановить старый, тут следует отталкиваться от конкретного типа детали. Более старые соленоиды легко проверяются на сопротивление, промываются и очищаются своими руками. Современные разработки стали деликатнее и нежнее, к ним требуется несколько иной подход. Оптимально в такой ситуации обратиться в сервисный центр, где проведут компьютерную диагностику. После проверки удастся считать код ошибки электронного блока. По коду мастера расшифровывают, что конкретно произошло с соленоидом, можно ли его восстановить или лучше поменять.

Соленоиды выполняют важную роль в работе автоматической коробки передач. Потому крайне необходимо внимательно относиться к работе АКПП, прислушиваться к процессу автоматического переключения скоростей, если появляются подозрения на неисправности.

Вышедший из строя соленоид имеет характерные признаки поломки и износа, что позволяет внимательному водителю вовремя обнаружить неисправность и принять соответствующие меры по их устранению. Оттягивать очистку или замену соленоида не стоит, поскольку игнорирование проблемы может привести к ещё более серьёзным негативным последствиям для вашего автомобиля и автоматической коробки переключения передач в частности.

Механизмы подстройки давления в гидравлической системе автоматической трансмиссии.

 1) Клапан подстройки линейного давления масла (pressure modifier
valve).

     Крутящий момент, передаваемый
фрикционами трансмиссии при разгоне автомобиля, отличается от момента,
передаваемого при движении с постоянной скоростью. Давление масла, необходимое
для включения фрикциона при постоянной скорости автомобиля, меньше давления,
необходимого для включения фрикциона при разгоне автомобиля.

     Для создания необходимого давления в
гидравлической системе используется клапан подстройки линейного давления
(рис.30), подстраивающий линейное давление до нужной величины. Когда давление
15, создаваемое центробежным регулятором и воздействующее на правую сторону
золотника клапана подстройки давления, невелико, давление 16, создаваемое
дроссельным клапаном плюс сила пружины, вынуждает золотник клапана подстройки
перемещаться вправо. В результате, проход масла из магистрали 16 (давление
дроссельного клапана) в магистраль 18 (линейное давление) перекрыт. С
увеличением скорости автомобиля увеличивается давление 15 центробежного
регулятора. Давление 15 преодолевает давление 16 дроссельного клапана и силу
пружины и перемещает золотник клапана подстройки давления влево. Давление 16
поступает в магистраль 18 и, воздействуя на верхнюю часть клапана регулировки
давления масла, уменьшает линейное давление масла 7.

     Как только скорость автомобиля и
давление 15 центробежного регулятора уменьшаются, сила пружины и давление 16
дроссельного клапана преодолевают давление 15 и золотник клапана подстройки
давления масла снова перемещается вправо. Масло, создающее давление 18
дроссельного клапана, идёт на слив через секцию пружины. Итак, золотник клапана
подстройки линейного давления перемещается только тогда, когда давление
центробежного регулятора больше давления дроссельного клапана.

    Рис. 30.

2) Аккумулятор (accumulator).

     Поршень аккумулятора уменьшает удары при
переключении передач, когда включаются фрикционы или тормозная лента. Обычно
линейное давление воздействует на удерживающую сторону поршня, вынуждая его
прижиматься вниз (рис. 31). Когда линейное давление прикладывается к упомянутым
фрикционам и тормозу, оно одновременно воздействует на рабочую поверхность
поршня, вынуждая его подниматься вверх. Часть энергии масла при этом теряется,
что и смягчает удары при переключении передач.

Рис. 31. Принцип действия аккумулятора.

     3) Соленоид кикдауна (kickdown
solenoid).

     Соленоид кикдауна приводится в
действие при резком нажатии водителем педали газа. Когда водитель быстро и
полностью нажимает на педаль газа, переключатель соленоида замыкается ею (рис.
32). Напряжение подаётся на соленоид, благодаря чему шток соленоида выдвигается
наружу, открывая так называемый клапан кикдауна. Линейное давление 7 подаётся в
линию 13 и включает клапаны переключения 1 — 2 и 2 — 3 передач. При отпускании
педали соленоид обесточивается и в таком состоянии шток соленоида и клапан
кикдауна удерживаются пружиной таким образом, что проход между линиями 4 и 13
открыт, а между линиями 7 и 13 закрыт (см. рис. 28). Линейное давление 4 в этом
случае через канал 13 подаётся на клапаны переключения 1 — 2 и 2 — 3 передачи,
где оно преодолевает давление 15 центробежного регулятора. В результате в АКП
происходит переключение с высшей передачи на низшую (см. принцип работы клапана
переключения передач в разделе «Переключение передач в АКП»).

Рис. 32. Соленоид кикдауна.

Проверка клапана

Проверять клапан карбюратора следует на следующих режимах:

• На холостом ходу. После запуска доводят обороты до 2100 и вслушиваются в работу карбюратора. Должен быть слышен резкий характерный звук, означающий закрытие затвора. Далее плавно снижают обороты до значения в 1900, должен быть слышен щелчок открывания.
• Торможение двигателем. Нужно сбросить газ, не выключая передачу. Исправный клапан в этом случае не сработает, даже если обороты снизились до 1900. Если слышен щелчок – устройство неисправно.
• После остановки двигателя. Если при выключенном зажигании в цилиндрах продолжаются самопроизвольные вспышки детонирующей рабочей смеси, двигатель дергается и вибрирует – значит, клапан не перекрывает подачу горючего в камеры и далее в цилиндры.
• Если при работающем моторе вытащить из разъема провод питания электроклапана- двигатель должен заглохнуть. Если он продолжает работать- значит, клапан неисправен.

Кроме способов проверки электромагнитного клапана «на ходу», можно вывинтить клапан из корпуса карбюратора и попробовать подать на него напряжение с аккумулятора. Один провод от батареи присоединяют к контактной колодке, другой- к корпусу прибора. При подключении напряжения клапан должен щелкнуть и втянуть иглу внутрь себя. После размыкания цепи слышен еще один щелчок, и возвратная пружина втянет иглу. Заодно можно проверить, не загрязнены ли детали устройства смолистыми отложениями. Их нужно отмочить в бензине и удалить мягкой ветошью.

Нужно проверить также, подается ли на контакты управляющее напряжение. Его нормальное значение — 10,5-14,4 в. Если на блоке управление напряжение есть, а на контакте –нет, значит, неисправен провод. Его надо отремонтировать или заменить.

Если на разъеме блока управления напряжения нет, то, скорее всего, неисправен сам блок. Его проверяют, подключив клапан к батарее еще одним временным проводом. К выводу блока управления, управляющему клапаном, подключают вольтметр или контрольную лампочку. Далее следует запустить двигатель. По достижении оборотов в 900 об/мин лампочка должна вспыхнуть, при 2100 об/мин- погаснуть. Если снизить обороны до 1900 об/мин-опять вспыхнуть. Такое поведение лампочки означает исправность блока управления. Если же лампочка вообще не загорается и не гаснет, а также включается и выключается при других оборотах- блок управления подлежит углубленной проверке и, возможно, замене.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Высокопроизводительный драйвер соленоида

В большинстве применений полный ток необходим только для втягивания соленоида. После завершения движения уровень тока в соленоиде может быть снижен, что приводит к экономии энергии и значительно меньшему количеству тепла, выделяемого в катушке. Это также позволяет использовать более высокое напряжение питания, что обеспечивает форсировку тока втягивания, чтобы сделать процесс втягивания сердечника соленоида более быстрым и обеспечить большую силу втягивания.

Мощный полумост MPS MPQ6610 вместе с несколькими внешними компонентами может выполнить эту задачу (рисунок ниже). MPQ6610 рассчитан на 60 В и 3 А и доступен в небольших пакетах TSOT и SOIC.

Результирующие сигналы возбуждения показаны на рисунке ниже. Желтая линия — это сигнал OUT, управляющий соленоидом, а зеленый — ток соленоида. Первоначально полное напряжение питания 24 В (в этом случае приводится в движение соленоид). После задержки ток уменьшается путем широтно-импульсной модуляции выхода. Время втягивания сокращается до 16 мс, а рассеиваемая мощность удержания значительно ниже (около 600 мВт вместо 10 Вт).

Эта схема работает следующим образом:

Первоначально входной сигнал низкий. Это разряжает C1-D1 и удерживает контакт ISET с низким значением Q1.

Входной сигнал нарастает, что позволяет MPQ6610  «нарастить» выходной сигнал до высокого уровня, применяя полное напряжение питания к соленоиду. C1 начинает заряжаться через R1. Ток поступает из штыря ISET, пропорционального току, протекающему в соленоиде. С зарядом C1 напряжение на штыре ISET может увеличиться.

Предполагая, что в соленоиде имеется достаточный ток, напряжение на шине ISET продолжает расти, пока не достигнет своего порога регулирования тока (1,5 В). На этом этапе MPQ6610 начинает регулировать ток соленоида. Регулируемый ток удержания устанавливается значением R2.

Время задержки (когда соленоид приводится в 100% рабочий цикл) устанавливается значениями R1 и C1. Для стандартного логического уровня 3,3 В время составляет приблизительно 0,33 × RC. Для примера выше, с R1 = 100 кОм и C1 = 2,2 мкФ, 0,33 × RC = 75 мс.

Выводы

Представленные в этой статье измерения показывают, что улучшенная производительность и значительно более низкое потребление энергии могут быть достигнуты с использованием управляющего током драйвера для управления соленоидами.

Небольшие драйверы на интегральных микросхемах, такие как MPS MPQ6610, могут обеспечить это преимущество производительности по низкой цене и занимать очень небольшую площадь на печатной плате.

И кому интересно как работает соленоид: