Гидротрансформатор акпп принцип работы
Содержание:
- Режим проскальзывания
- Устройство
- Устройство и принцип работы Бублика
- Ремонт гидротрансформатора и гидроблока
- Как устроена коробка АТ
- Блокировка гидротрансформатора
- Неисправности гидротрансформатора
- Зачем нужен гидротрансформатор (бублик) в АКПП
- Свойства
- Что в гидротрансформаторах ломается чаще и быстрее всего
- Типовые неисправности гидротрансформатора
Режим проскальзывания
Блокировка гидротрансформатора может также быть неполной и работать в так называемом “режиме проскальзывания”. Блокировочная плита не полностью прижимается к рабочей поверхности, тем самым обеспечивается частичное проскальзывание фрикционной накладки. Крутящий момент предается одновременно через блокировочную плиту и циркулирующую жидкость. Благодаря применению данного режима у автомобиля значительно повышаются динамические качества, но при этом сохраняется плавность движения. Электроника обеспечивает включение муфты блокировки как можно раньше при разгоне, а выключение – максимально позже при понижении скорости.
Однако режим регулируемого проскальзывания имеет существенный недостаток, связанный с истиранием поверхностей фрикционов, которые к тому же подвергаются сильнейшим температурным воздействиям. Продукты износа попадают в масло, ухудшая его рабочие свойства. Режим проскальзывания позволяет сделать гидротрансформатор максимально эффективным, но при этом существенно сокращает срок его службы.
Устройство
Гидротрансформатор в разрезе. Слева виден «бублик» насоса и турбины, между ними виден светло-серый реактор и его подшипник с обгонной муфтой. Справа сцепление блокиратора.
Все детали собраны в общем корпусе. Корпус гидротрансформатора как правило, крепится на приводном диске, который в свою очередь крепится к коленвалу двигателя машины. Хотя, бывают и исключения. Например, в трансмиссиях автобуса ЛиАЗ-677 и трактора ДТ-175С передача крутящего момента от двигателя к гидротрансформатору происходит через карданный вал. Гидротрансформатор наполнен маслом, которое активно перемешивается при его работе.
Насосное колесо жёстко связано с корпусом гидротрансформатора, при вращении вала двигателя оно создаёт внутри гидротрансформатора поток масла, который вращает колесо статора (реактора) и турбину.
Конструктивным отличием гидротрансформатора от гидромуфты является наличие статора (реактора). Статор установлен на обгонной муфте. При значительной разнице оборотов насоса и турбины статор (реактор) автоматически блокируется и передаёт на насосное колесо больший объём жидкости. Благодаря статору (реактору) происходит увеличение крутящего момента до трёх раз при старте с места.
Турбина жёстко связана с валом АКП.
Благодаря тому, что передача крутящего момента внутри гидротрансформатора происходит без жёсткой кинематической связи, исключаются ударные нагрузки на трансмиссию и автомобиль приобретает большую плавность хода. Негативным эффектом гидротрансформатора является «проскальзывание» турбинного колеса по отношению к насосному — это приводит к повышенному выделению тепла (в некоторых режимах гидротрансформатор может выделять больше тепла, чем сам двигатель) и увеличению расхода топлива.
Блокировка гидротрансформатора
Для повышения топливной экономичности в конструкцию современных гидротрансформаторов вводится механизм блокировки, позволяющий жёстко связать насос и турбину. При заблокированном гидротрансформаторе АКП работает в режиме жёсткой кинематической связи двигателя и трансмиссии аналогично МКП. В электронно-управляемых АКП момент включения блокировки определяет компьютер, поэтому она может быть включена практически в любой момент согласно управляющей программе.
АКП, произведённые в XX веке, включали блокировку гидротрансформатора только при достижении достаточно большой скорости (более 70 км/ч). Современные АКП включают блокировку гидротрансформатора с достаточно низких скоростей (от 20 км/ч), что позволяет экономить топливо не только при движении по шоссе, но и при городской эксплуатации автомобиля. Также блокировка гидротрансформатора применяется, подобно МКПП, для торможения двигателем. В этом случае подача топлива в двигатель прекращается на время блокировки, вал двигателя вращается за счёт движения автомобиля. На тракторах блокировка гидротрансформатора используется для запуска двигателя трактора «с толкача» либо когда трактор работает в стационарном режиме.
Необходимо отметить, что хотя блокировка гидротрансформатора приносит ощутимую экономию топлива, она имеет некоторые недостатки:
- прямая кинематическая связь способствует передаче ударных нагрузок между двигателем и трансмиссией;
- частое включение блокировки приводит к износу фрикционов АКП;
- загрязнение масла АКП продуктами износа фрикционов блокировки;
- ухудшение плавности хода при переключении передач АКП.
Устройство и принцип работы Бублика
Гидротрансформатор расположен между ДВС и трансмиссией и является составной частью АКПП, несмотря на нахождение вне нее (крепится к картеру планетарной коробки).
Бублик обеспечивает гидравлическое сцепление между мотором и трансмиссией посредством давления трансмиссионной жидкости, находящейся в нем (практически идентично работе ветряной мельницы).
Конструкция бублика:
- реактор (статор);
- кожух;
- центробежный насос (насосное колесо);
- обгонная муфта;
- центростремительная турбина (турбинное колесо);
- блокирующий механизм;
- муфта свободного хода.
Бублик со стороны двигателя жестко крепится к коленчатому валу, а со стороны КПП – к ее валу. Трансмиссионное масло нагнетается внутрь бублика при помощи масляной помпы, которая поддерживает требуемое давление жидкости в устройстве.
Передача крутильного момента осуществляется за счет движения потоков трансмиссионной жидкости и давления, образованного их движением.
Ремонт гидротрансформатора и гидроблока
Как было выяснено выше, неисправности гидротрансформатора могут спровоцировать как ремонт именно этого механизма, так и починку гидроблока АКПП. Сразу отметим, что данные процедуры желательно доверить профессионалам, но если конкретно у вас имеется желание отремонтировать коробку своей машины собственноручно, то делать это нужно с умом. Как минимум, при ремонте трансформатора следует придерживаться следующего порядка:
- В первую очередь, нужно осуществить диагностику и, при необходимости, ремонт гидроблока АКПП. Для этого достаточно:
- Демонтировать гидроблочную плиту с коробки;
- Разобрать её;
- Продуть все каналы;
- Проверить целостность составляющих гидроблока;
- «Прозвонить» все соленоиды.
Неисправности не выявлены? Тогда придётся разрезать гидротрансформатор. В ином случае все неполадки с гидроблоком следует устранить и проверить, нормализуется ли работа АКПП или нет. Если ответ отрицательный, то приступаем к следующему шагу;
- Допустим, разборка и промывка гидроблока АКПП ничего не дала. Что делать дальше? Естественно, проводить ремонт гидротрансформатора. Для этого придётся:
- Отсоединить механизм от коробки;
- Снять его с автомобиля;
- Аккуратно, неглубоко разрезать сварочный шов между половинками гидротрансформатора;
- Разобрать внутреннюю конструкцию механизма;
- Проверить состояние всех элементов гидротрансформатора, если требуется – заменить;
- Продуть все каналы подачи масла и проверить стабильность кручения фрикционов валов.
После этого проводится сбор устройства в единое целое и обратная сварка половинок.
Если эффекта собственноручный ремонт не принёс, то стоит задуматься об обращении к профессионалам или поискать поломки в других составляющих АКПП. В любом случае, при решении чинить коробку «автомат» своими руками следует:
- Подготовить весь необходимый инструмент и место для ремонта;
- Слить всё масло с коробки и дать ей остыть после работы;
- Приобрести требуемые запчасти.
Не забывайте, что реально эффективный ремонт гидротрансформатора или гидроблока возможен только при грамотном подходе к проведению данной операции, поэтому в организации ремонтных работы важно подходить с должным уровнем ответственности и неплохим уровнем знаний
Как устроена коробка АТ
АТ — автоматическая трансмиссия, в которой используется автоматическая коробка переключения передач (АКПП), благодаря которой упрощается управление автомобилем. Водителю не приходится переключать передачи при изменении скорости — всё происходит автоматически.
На заметку!
В Европе и США более 80% продаваемых авто оснащены АТ трансмиссией, в России – около 50%. Причем в премиум-сегменте 80% всех машин оборудованы автоматом.
Устройство коробки
Если в автомобиле имеется АТ трансмиссия, скорости переключаются в автоматическом режиме, работа которого обеспечивается гидравлическим трансформатором.
Элементы АКПП:
- гидравлический трансформатор — осуществляет передачу усилия от двигателя к колесам;
- планетарная передача — выполняет передачу крутящего момента к элементам АКПП;
- фрикционная муфта — переключает передачи, получив сигнал от ЭБУ;
- обгонная муфта — предохраняет детали АКПП и фрикционную муфту от механических повреждений;
- соединительные механизмы — разные валы, барабаны и шестеренки.
Принцип действия
Первые АКПП появились в 30-е годы прошлого века. Конструкция современных автоматов далеко ушла от первых агрегатов, но принцип их действия почти не поменялся.
АКПП условно делится на три части:
- гидравлическую — она отвечает за передачу крутящего момента;
- электронную — переключает режимы и обеспечивает связь с системами автомобиля;
- механическую — переключает скорости.
Как работает АКПП:
- Когда включается двигатель, в трансформатор поступает масло и давление растет. Начинается вращение кольца насоса. После того как активируется скорость, а топливо поступает через акселератор, происходит ускорение «нагнетателя».
- Благодаря рабочей жидкости запускается вращение. Ее поток поочередно запускает колеса — реакторное и турбинное.
- Колеса автомобиля благодаря вращающему моменту начинают движение. После достижения определенного уровня скорости, элементы совершают одинаковое движение. Жидкость, поступая в реактор, обеспечивает его вращение, а система работает подобно гидравлической муфте. Когда возрастает сопротивление, например, при подъеме вверх, агрегат прекращает движение.
- При достижении определенного уровня скорости происходит переключение передачи. ЭБУ отправляет сигнал на остановку пониженной передачи. Переключается она без потери эффективности за счет наличия масла в клапане. При уменьшении скорости передача переключается в обратном направлении.
Когда двигатель глохнет, в гидротрансформаторе пропадает давление, поэтому запустить авто «толканием» невозможно.
Достоинства и недостатки
АТ и АКПП имеют массу преимуществ, поэтому широко внедряются в современные авто. Но если бы эта система была безупречной, не стали бы выпускать АМТ.
Плюсы:
- комфортное управление;
- повышенная безопасность движения — водителю не приходится отвлекаться на переключение скоростей;
- комфортность еэды — в авто с АКПП нет проблем при начале движения и остановке, как в механике;
- снижается износ мотора.
Многие водители авто с МТ бывали в ситуации, когда они, забыв, что машина стоит на скорости, включали зажигание. В результате авто совершало «прыжок» вперед. В машине с АТ такого произойти не может.
Минусы:
- более высокая стоимость автомобиля;
- большой расход топлива;
- АКПП требуется тщательный уход — нужно часто менять масло и т. п.;
- дорогой ремонт;
- невысокий КПД;
- имеются особенности использования 4АТ в зимнее время;
- если аккумулятор разрядится, авто не получится завести «с толкача».
На заметку!
Во время каждого техосмотра рекомендуется проводить калибровку АКПП, чтобы увеличить срок ее службы.
Блокировка гидротрансформатора
Для повышения топливной экономичности в конструкцию современных гидротрансформаторов вводится механизм блокировки, позволяющий жёстко связать насос и турбину. При заблокированном гидротрансформаторе АКП работает в режиме жёсткой кинематической связи двигателя и трансмиссии аналогично МКП. В электронно-управляемых АКП момент включения блокировки определяет компьютер, поэтому она может быть включена практически в любой момент согласно управляющей программе.
АКП, произведённые в XX веке, включали блокировку гидротрансформатора только при достижении достаточно большой скорости (более 70 км/ч). Современные АКП включают блокировку гидротрансформатора с достаточно низких скоростей (от 20 км/ч), что позволяет экономить топливо не только при движении по шоссе, но и при городской эксплуатации автомобиля. Также блокировка гидротрансформатора применяется, подобно МКПП, для торможения двигателем. В этом случае подача топлива в двигатель прекращается на время блокировки, вал двигателя вращается за счёт движения автомобиля. На тракторах блокировка гидротрансформатора используется для запуска двигателя трактора «с толкача» либо когда трактор работает в стационарном режиме.
Необходимо отметить, что хотя блокировка гидротрансформатора приносит ощутимую экономию топлива, она имеет некоторые недостатки:
- прямая кинематическая связь способствует передаче ударных нагрузок между двигателем и трансмиссией;
- частое включение блокировки приводит к износу фрикционов АКП;
- загрязнение масла АКП продуктами износа фрикционов блокировки;
- ухудшение плавности хода при переключении передач АКП.
Неисправности гидротрансформатора
АКПП с гидротрансформатором является надежным агрегатом, но иногда встречаются поломки как в планетарном узле, так и в бублике.
Симптомы неисправности гидравлического трансформатора:
- незначительное пробуксовывание при начале движения;
- вибрации и жужжание при движении транспортного средства;
- толчки при смене положения рычага селектора;
- механические шумы и стуки;
- снижение разгонных характеристик;
- запах расплавленной пластмассы;
- при выборе ступеней мотор глохнет;
- появление металлической стружки на щупе;
- снижение уровня трансмиссионной жидкости;
- шуршание в области бублика, которое может исчезнуть при начале движения.
Основные поломки гидротрансформатора:
- Повышенный износ опорных или промежуточных подшипников. При работе автомобиля в холостом режиме появляется характерный незначительный механический шум, исчезающий по мере увеличения скорости движения транспорта. Устраняется заменой вышедших из строя деталей.
- Вибрация, сначала появляющаяся при движении на высокой скорости, со временем увеличивающаяся и возникающая при всех режимах движения машины. Причиной этого является снижение свойств рабочей жидкости и загрязненность масляного фильтра. Лечится заменой старой трансмиссионной жидкости на новую качественную ATF жидкость, установкой нового фильтра.
- Падение разгонных характеристик автомобиля. Происходит из-за высокого износа обгонной муфты, вызывающей прекращение функционирования статора бублика и невозможности повышения вращающего момента. Для устранения неисправности необходимо заменить поврежденную деталь.
- При движении возникает сильный металлический стук и скрежет. Причиной такой поломки является разрушение лопастей насоса, турбины или статора. Данная неисправность устраняется заменой вышедших из строя составляющих или установкой нового гидротрансформатора.
- Запах расплавленного пластика возникает из-за перегрева агрегата, причиной которого может стать снижение уровня рабочей жидкости, засоренность охлаждающей системы коробки. Для устранения последствий перегрева необходимо заменить поврежденные пластиковые компоненты, прочистить систему охлаждения АКПП и полностью обновить трансмиссионную жидкость.
- Появление мелкой металлической стружки на щупе указывает в большинстве случаев на высокий износ торцевой шайбы. Эта неисправность устраняется путем установки новой детали, взамен поврежденной, и обновлением рабочей жидкости для удаления стружки.
- Машина глохнет при изменении режима функционирования АКПП или смене положения селектора. Причиной этого являются сбои в работе электроники, приводящие к блокировке бублика. Для устранения данной неисправности необходима профессиональная диагностика блока управления АКПП, при необходимости замена вышедших из строя электронных проборов.
- Прекращение движения транспортного средства. Происходит из-за отсутствия передачи вращающего момента от мотора к АКПП вследствие срезания шлиц на центростремительной турбине. В редких случаях подобная неисправность возникает при сбоях в электронном управлении. Проблема устраняется восстановлением шлиц (при возможности — это осуществить) или установкой нового гидравлического трансформатора.
- Уменьшение уровня рабочей жидкости. Причиной этого является нарушение герметичности корпуса (течи в районе сальников и уплотнителей). Устраняется заделыванием места протекания, заменой протекающих компонентов или установкой нового бублика.
При появлении любого из вышеперечисленных симптомов необходимо срочно обратиться на станцию техобслуживания для проведения диагностических процедур и осуществления ремонта узла или его замены. Своевременный ремонт гидротрансформатора позволит избежать возникновения дальнейших поломок и существенно сократит затраты на ремонт АКПП.
Зачем нужен гидротрансформатор (бублик) в АКПП
Гидравлический трансформатор является одним из важнейших агрегатов автомобиля, обеспечивающий связь между мотором и трансмиссией, по сути выполняющий функции сцепления и некоторые другие.
Из-за внешнего сходства с хлебобулочным изделием он получил название «бублик» среди автомехаников.
Основные функции гидротрансформатора:
- передача крутящего момента с его двукратным преобразованием в сторону увеличения;
- частичное выполнение функции сцепления как в МКПП, при изменении ступеней бублик разрывает прямую связь ДВС и трансмиссии;
- защита АКПП при быстром наборе скорости и торможении двигателем;
- при смене передачи гидравлический трансформатор частично забирает крутящий момент на себя, обеспечивая плавную смену ступеней.
Свойства
Отметим основные свойства, которыми обладают гидромуфты:
- Ведомые и ведущие валы действуют вне зависимости друг от друга. К примеру, когда ведомый вал находится в покое, то в это время ведущий вал может функционировать или соответствовать промежуточному значению угловой скорости. Но отметим, что значение последней не может равняться скорости вращения ведущего вала. Обычно её значения меньше на 2 – 3%.
- Именно гидравлические муфты смогут обеспечить плавное начало движения транспорта и плавный набор разгона.
- Строение организовано таким образом, что в ней отсутствуют детали, которые тесно соприкасаются между собой. Другими словами отсутствует процесс трения деталей, а следовательно, их износ сводится к минимуму.
- Гидромуфта сдерживает крутильные колебания.
- С её помощью обеспечивается бесшумное функционирование передач.
- Обеспечивается высокие показатели коэффициента полезного действия, до 0,96 – 0,98.
- Высокая степень надёжности при эксплуатации.С их помощью можно организовать управление, как на дистанционном, так и на автоматическом уровне.
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).
Типовые неисправности гидротрансформатора
Рассмотрев принцип работы гидротрансформатора, каждый мог понять, что данный механизм нагружен лишь при разгоне машины до некоторой скорости. В эти моменты гидромеханическое устройство потребляет получаемую энергию от мотора на раскручивание регулирующих лопастей, тем самым снижая КПД его работы до 80-85 %. Именно в этот момент своего функционирования, элементы гидротрансформатора испытывают колоссальные нагрузки и быстро изнашиваются.
Условно, поломки гидромеханического механизма можно разделить на две большие группы:
- Износ и выход из строя составляющих самого гидротрансформатора;
- Неисправности контактирующей с ним гидроблочной плиты.
Стоит отметить, что гидротрансформатор в отличие от гидроблока является неразборным узлом и, соответственно, неремонтируемым. Несмотря на это, в авторемонтной сфере принято просто срезать сварочный шов, соединяющий две половины механизма, ремонтировать его и проводить обратную сварку. Зачастую с гидротрансформатором случается одна из следующих неисправностей:
- Износ фрикционов;
- Расшатывание или износ входных и выходных валов;
- Забивание или износ каналов подачи масла, что провоцирует перегрев устройства.
Помимо этого, в работе всей автоматической коробки передач, в частности и в функционировании гидротрансформатора, немаловажен гидроблок. Гидравлическая плита чаще всего имеет поломки по типу:
- Забитости гидрофильтра или каналов подачи масла;
- Неисправности соленоидов и датчиков, ответственных за подачу смазки в гидротрансформатор;
- Некорректной работы масляного насоса.
Любые неисправности гидротрансформатора АКПП и гидроблока проявляются в виде трёх основных симптомов: перегрев данных узлов, вибрация и некорректная работа коробки. Появление таких признаков требует от автомобилиста принятия некоторых мер, так как в ремонте быстро убиваемого автомата важна скорость, и медлить при его организации нельзя.