Гидротрансформатор
Гидротрансформатор (ГДТ) (torque converter в зарубежных источниках) служит для передачи крутящего момента непосредственно от двигателя к элементам автоматической коробки передач (АКПП) и состоит из следующих основных частей (рис. 1):
насосное колесо или насос (pump)
плита блокировки гидротрансформатора (lock - up piston)
турбинное колесо или турбина (turbine)
статор (stator)
обгонная муфта (one - way clutch)
Для иллюстрации принципа действия гидротрансформатора как элемента, передающего крутящий момент, воспользуемся примером с двумя вентиляторами (рис.3). Один вентилятор (насос) включён в сеть и создаёт поток воздуха. Второй вентилятор (турбина) - выключен, однако, его лопатки, воспринимая поток воздуха, создаваемого насосом, вращаются. Скорость вращения турбины меньше, чем у насоса, она как бы проскальзывает по отношению к насосу. Если применить этот пример по отношению к гидротрансформатора, то в нём в качестве вентилятора, включённого в сеть (насоса), выступает крыльчатка насосного колеса.
Насосное колесо механически связано с двигателем. В качестве выключенного вентилятора (турбины) выступает турбинное колесо, соединённое через шлицы с валом АКПП. Подобно вентилятору - насосу, крыльчатка насосного колеса гидротрансформатора, вращаясь, создаёт поток, только уже не воздуха, а жидкости (масла). Поток масла, как и в случае с вентилятором - турбиной, заставляет вращаться турбинное колесо гидротрансформатора. В данном случае гидротрансформатор работает как обыкновенная гидромуфта, лишь передавая посредством жидкости крутящий момент от двигателя на вал АКПП, не увеличивая его. Увеличение оборотов двигателя не приводит к сколь - ни будь существенному увеличению передаваемого крутящего момента.
Снова возвратимся к иллюстрации с вентиляторами. Поток воздуха, крутящий лопатки вентилятора - турбины, рассеивается впустую в пространстве. Если же этот поток, сохраняющий значительную остаточную энергию, направить снова к вентилятору - насосу, он начнёт вращаться быстрее, создавая более мощный поток воздуха, направленный к вентилятору - турбине. Тот, соответственно, тоже начнёт вращаться быстрее. Это явление известно как преобразование (увеличение) крутящего момента.
В гидротрансформаторе в процесс преобразования крутящего момента помимо насосного и турбинного колёс включён статор, который изменяет направление потока жидкости. Подобно воздуху, вращавшему лопатки вентилятора - турбины, поток жидкости (масла), вращавший турбинное колесо ГТ, всё ещё обладает значительной остаточной энергией. Статор направляет этот поток обратно на крыльчатку насосного колеса, заставляя её вращаться быстрее, увеличивая тем самым крутящий момент. Чем меньше скорость вращения турбинного колеса гидротрансформатора по отношению к скорости вращения насосного колеса, тем большей остаточной энергией обладает масло, возвращаемое статором на насос, и тем большим будет момент, создаваемый в гидротрансформаторе.
Турбина всегда имеет скорость вращения меньшую, чем насос. Это соотношение скоростей вращения турбины и насоса максимально при неподвижном автомобиле и уменьшается с увеличением его скорости. Поскольку статор связан с гидротрансформатором через обгонную муфту, которая может вращаться только в одном направлении, то, благодаря особой форме лопаток статора и турбины поток масла направляется на обратную сторону лопаток статора (рис. 3), благодаря чему статор заклинивается и остаётся неподвижным, передавая на вход насоса максимальное количество остаточной энергии масла, сохранившееся после вращения им турбины. Такой режим работы гидротрансформатора обеспечивает максимальную передачу им крутящего момента. Например, при трогании с места гидротрансформатор увеличивает крутящий момент почти в три раза.
По мере разгона автомобиля проскальзывание турбины относительно насоса уменьшается и наступает момент, когда поток масла подхватывает колесо статора и начинает вращать его в сторону свободного хода обгонной муфты (см. рис. 4). Гидротрансформатор перестаёт увеличивать крутящий момент и переходит в режим обычной гидромуфты. В таком режиме гидротрансформатор имеет КПД, не превышающий 85%, что приводит к выделению в нём излишнего тепла и, в конечном счёте, увеличению расхода топлива двигателем автомобиля.
Для устранения этого недостатка используется блокировочная плита (см. рис. 5 ). Она механически связана с турбиной, однако, может перемещаться влево и вправо. Для её смещения влево поток масла, питающий гидротрансформатор, подаётся в пространство между плитой и корпусом гидротрансформатора, обеспечивая их механическую развязку, то есть, плита в таком положении никак не влияет на работу гидротрансформатора.
При достижении автомобилем высокой скорости по особой команде от устройства управления АКПП поток масла изменяется так, что он прижимает блокировочную плиту вправо к корпусу гидротрансформатора ( см. рис. 5 ). Для увеличения силы сцепления на внутреннюю сторону корпуса наносится фрикционный слой. Происходит механическая блокировка насоса и турбины посредством плиты. Гидротрансформатор перестаёт выполнять свои функции. Двигатель жёстко связывается с входным валом АКПП. Естественно, при малейшем торможении автомобиля блокировка немедленно выключается.
Существуют и другие способы блокировки гидротрансформаторов, однако, суть всех способов одна - исключить проскальзывание турбины относительно насоса. В зарубежных источниках такой режим работы гидротрансформатора называется Lock - up (лок - ап).
Корпус гидротрансформатора выполняет ещё одну очень важную функцию. С его помощью осуществляется привод масляного насоса АКПП. Для этого используется дополнительный валик, размещённый внутри вала турбины. С корпусом гидротрансформатора этот валик связан шлицевым соединением. Во многих АКПП масляный насос вращается непосредственно горловиной гидротрансформатора.
Сообщение склеено: 23 Июня 2010, 11:14:28Проверка уровня масла и его состояния
Измерение уровня масла может дать некоторые непосредственные и важные сведения о состоянии автоматической коробки передач. Во многих случаях процедуру поиска неисправности можно прекратить сразу же после этой процедуры, поскольку уровень масла не соответствует требуемому значению. Неправильный уровень масла может вызывать более двадцати неисправностей в работе коробки передач. Часто коробка передач начинает работать нормально после того, как уровень масла приводится к норме.
Проверка уровня масла и его состояния
Измерение уровня масла может дать некоторые непосредственные и важные сведения о состоянии автоматической коробки передач. Во многих случаях процедуру поиска неисправности можно прекратить сразу же после этой процедуры, поскольку уровень масла не соответствует требуемому значению. Неправильный уровень масла может вызывать более двадцати неисправностей в работе коробки передач. Часто коробка передач начинает работать нормально после того, как уровень масла приводится к норме.
Уровень масла
Контроль уровня масла - технически нетрудная задача. Его желательно проводить не менее одного раза в неделю.
Проверяйте уровень масла при нормальной рабочей температуре масла (примерно 85°С). Для того, чтобы прогреть АКП до рабочей температуры нужно проехать километров 20. Не следует рассчитывать на то, что рабочую температуру масла можно получить на диапазонах "N" или "Р" и работе двигателя на холостых оборотах.
Разогретое до рабочей температуры масло слишком горячо, чтобы щуп можно было удержать в руках. Поэтому некоторые щупы измерения уровня масла имеют метки измерения уровня для горячего "НОТ" и холодного состояния "COOL".
Две верхние метки, иногда единственные, соответствуют нормальному уровню масла для прогретой трансмиссии (уровень "НОT"), эти же метки могут называться "ADD" (нижняя) и "FULL" (верхняя); две нижние метки, соответствуют уровню масла в непрогретой трансмиссии. Метки "COOL" являются вспомогательными. окончательно уровень проверяется по меткам "НОТ". Разность уровней холодного и горячего масла может доходить до 25 мм.
Рукоятка щупа измерения уровня масла в АКП обычно имеет желтый или оранжевый цвет.
Процедура контроля уровня масла для различных коробок передач может существенно различаться. Поэтому необходимо строго следовать инструкции фирмы-производителя.
Для обеспечения мер безопасности при измерении уровня масла ручной тормоз должен быть обязательно включен.
Действия при измерении уровня масла для большинства автомобилей имеет следующую последовательность:
Автомобиль должен стоять на горизонтальной площадке, двигатель работать в режиме холостого хода, рычаг выбора диапазона находиться в позиции "Р" (или "N" для некоторых автомобилей, например, переднеприводных Mitsubishi, Hyundai, Jeep Grand Cherokee, Dodge RAM, некоторых моделей Chrysler, трехскоростных АКП VW и Audi). Если у вас переднеприводной автомобиль Mitsubishi или Crysler с поперечным расположением двигателя, посмотрите на коробку со стороны колеса, если есть боковая штампованная крышка на 10 болтах, то уровень проверяйте в положении "Р" (АКП Crysler), если нет - в "N" (АКП Mitsubishi). На задне-(полно)приводных автомобилях Crysler ставились АКП Aisin Warner (прямоугольный поддон, щуповая труба приварена к поддону сбоку, в задней части есть сливная пробка) - уровень проверяйте в положении "Р", и АКП Crysler (квадратный поддон, щуповая труба входит в корпус АКП, сливной пробки обычно нет) - уровень проверяйте в положении "N". Положение рычага выбора диапазона при проверке масла указывается в руководстве каждого автомобиля. Часто на щупе написано, в каком положении рычага выбора диапазона проверяется уровень и тип рекомендуемого масла. Есть особые случаи; например, АКП Honda и Ассига - уровень проверяется при заглушенном двигателе. В 5 скоростных АКП BMW - уровень контролируется при помощи пробки уровня (лишнее масло вытекает через контрольную пробку уровня) и эта же пробка является заливной; на таких АКП, в целях безопасности, уровень проверяйте при чуть теплом двигателе.
Переведите рычаг выбора диапазона во все возможные для данного транспортного средства положения. Это необходимо для заполнения маслом всей системы управления.
Верните рычаг выбора диапазона в положение "N" (или "Р"). Выждите, примерно, 3 минуты для того, чтобы уровень масла стабилизировался.
Вытащите щуп, насухо вытрите его, вставьте в щуповую трубу до упора и извлеките. Самое нижнее сухое место и будет соответствовать уровню масла в АКП.
Низкий уровень масла
Низкий уровень масла приводит к захватыванию насосом наряду с маслом и воздуха. Воздух, смешиваясь с маслом, увеличивает его сжимаемость, что приводит к задержке переключения передач и замедлению нарастанию давления в бустерах фрикционных элементов управления во время их включения. Последнее обстоятельство увеличивает время буксования блокировочных муфт и тормозов. Кроме того, могут возникнуть шумы, воспроизводимые насосом и регулятором давления. Пробуксовка фрикционных элементов добавляет, к уже отмеченным неприятностям, их перегрев и быстрый выход из строя. Наличие воздуха в масле не позволяет насосу обеспечивать необходимым количеством масла трансформатор и систему смазки, что также вызывает перегрев и быстрый износ, и выход из строя других элементов трансмиссии.
Низкий уровень масла может быть результатом внешних утечек или недостаточного количества заправленного масла. Если внешний осмотр не подтвердит предположение об утечках, то, по всей вероятности, при заправке было залито недостаточное количество масла или неправильно был определен его уровень. В этом случае следует просто добавить необходимое количество масла до соответствующей отметки в холодном или горячем состоянии. После этого высока вероятность того, что работа коробки передач нормализуется.
Не путайте отдельные крупные пузырьки масла на щупе (что иногда бывает) с пенящимся маслом, которое представляет собой равномерно вспененную жидкость с очень мелкими пузырьками воздуха.
Возможен вариант, когда уровень масла понижается без видимых причин. Одной из причин может быть нарушение герметичности системы охлаждения трансмиссионного масла. В этом случае масло мутнеет (см. раздел "Состояние масла").
Высокий уровень масла
Если уровень масла слишком высок, то детали планетарных рядов коробки передач будут вращаться в масле, находящемся в поддоне. Это вызовет вспенивание масла и приведет к тем же самые результатам, что и низкий уровень масла. Вспенивание в комбинации с перегревом вызывает быстрое окисление и испарение масла, что приводит к ненормальной работе клапанов, сервомоторов и фрикционных элементов. Кроме того, при высоком уровне масла может происходить его утечка через заливную горловину и сапун в картере трансмиссии. Во избежание перелива масла необходимо внимательно ознакомиться с рекомендациями завода-изготовителя по измерению уровня масла во время его замены или пополнения.
Состояние масла
Одним из способов проведения быстрой экспертизы состояние коробки передач является анализ качества трансмиссионного масла. Основными параметрами, определяющими работоспособность коробки, являются цвет и запах масла. Естественно, если коробка передач была сравнительно недавно заправлена новым маслом, то ни цвет. ни запах масла не позволят правильно судить о ее состоянии.
Свежее масло из-за добавления в него красителя может иметь красный или желтый цвет, но при эксплуатации его цвет достаточно быстро изменяется на цвет темного прозрачного лака. Прозрачный темно-коричневый или прозрачный темно-красный цвет масла является признаком его нормального состояния.
Некоторые данные о неисправности в коробке передач можно обнаружить на основе анализа состояния масла. Для его проведения нужно капнуть масло со щупа на белую хлопчатобумажную ткань. При обнаружении одного из следующих признаков проведение капитального ремонта трансмиссии становится неизбежным:
Масло обесцвечено и имеет черный оттенок с включениями частиц фрикционного материала.
Масло загрязнено частицами фрикционного материала или металла.
Масло непрозрачно. Оно стало липким и прилипает к щупу для измерения уровня. Для простого определения текучести можно сравнить масло с новым, используя для этого бумажное полотенце. Нормальное масло легко впитывается бумагой, в то время как плохое масло впитывается очень медленно.
Масло мутное. Это означает, что охлаждающая жидкость двигателя (тосол) попала в трансмиссию. У многих моделей автомобилей трансмиссионное масло АКП охлаждается в водомасляном теплообменнике, расположенном в радиаторе системы охлаждения двигателя. Теплообменник трансмиссионного масла встроен в радиатор системы охлаждения двигателя, поэтому, при неисправности теплообменника, охлаждающая жидкость двигателя попадает в трансмиссионное масло. Тосол раздувает и размягчает фрикционный материал элементов управления коробки передач. Замена фрикционных элементов управления с накладками в этом случае является необходимым шагом, что, однако не устраняет причину неисправности. Единственно правильный способ ремонта - это замена трансмиссионного радиатора, промывка каналов системы охлаждения трансмиссии и подпитки гидротрансформатора и полная переборка коробки передач. Гидротрансформаторы без блокировочной муфты можно промыть, а гидротрансформаторы с блокировочной муфтой необходимо заменить.
Масло пенится или пузырится. Это может быть вызвано низким или высоким его уровнем. Если с уровнем все нормально, то наиболее правильно предположить попадание воздуха во всасывающую полость насоса. Осмотр следует начинать с фильтра и в первую очередь проверить прокладки и кольцевые уплотнения.
Если имеются сомнения относительно состояния масла, то следует снять поддон и осмотреть его. В поддоне всегда имеется некоторый осадок, что является вполне нормальным. При осмотре поддона надо обратить внимание, прежде всего на следующее: Наличие крупных частиц стали, бронзы или пластика. Это указывает на возможное разрушение какой-либо втулки, упорной шайбы или на повреждение внутренних поверхностей деталей.
Наличие частиц фрикционных накладок указывает на выход из строя одного или нескольких фрикционных элементов управления.
Наличие стальных частиц или кусочков фрикционного материала может быть также признаком неисправности гидротрансформатора.
Однако осмотр поддона не всегда может дать достоверный результат. Конструкции новых фильтров настолько хороши, что не пропускают продукты износа и разрушения деталей в поддон, поэтому рекомендуется снять фильтр и осмотреть его.
Часто буксование при переключении передач пропадает после замены фильтра и масла. Если исследование состояния масла, поддона и фильтра дало "отрицательный" результат, то замена масла и фильтра не исправит положения. В этом случае решить проблему позволит только демонтаж и разборка трансмиссии. Во многих случаях состояние масла позволяет определить значительную внутреннюю поломку коробки передач и процесс диагностики на этом может остановиться, поскольку дальнейшие действия по поиску неисправности становятся бессмысленны.
По материалам: Харитонов С.А., Сологуб С.А., Нагайцов М.В. Автоматические коробки передач. Инструкция по эксплуатации, диагностике и техобслуживанию. М.: "Легион-Автодата", 2000. - 78 с.:ил.
