Ремонт и обслуживание

Принцип работы гидротрансформатора АКПП

Сергей Василенков от 1-11-2023, 18:50 Просмотров: 561 8

Принцип работы гидротрансформатора АКПП

Гидравлический трансформатор — это аналог корзины сцепления на «механике». Его задача — передача крутящего момента от двигателя к коробке, изменение передаточного числа. В герметичном корпусе вращаются три колеса. Насосное получает «импульс» от коленвала, направляет жидкость ATF на турбинное колесо. Оно тоже начинает крутиться, двигать вал КПП. Между крыльчатками установлен реактор. Он остается неподвижным в момент разгона, чтобы направлением лопастей ускорить циркуляцию масла. При достижении нормальной скорости, реактор начинает вращаться, функция «раскрутки» прекращается. Механизм блокировки отключает бублик, когда он не нужен.

Что такое гидротрансформатор

Гидротрансформатор (ГДТ) — это набор из трех лопастей. Он снижает ударную нагрузку на коробку передач, увеличивает или уменьшает крутящий момент двигателя, отключает трансмиссию от силового агрегата. Три колеса с лопастями, фрикционы, демпфер и корпус — вот из чего состоит автомобильный гидротрансформатор. Когда водитель нажимает на тормоз, автомобиль замедляется. Вращение ведущих колес, карданных валов и редукторов, связанных с трансмиссией, тоже прекращается.

Устройство гидротрансформатораУстройство гидротрансформатора
Устройство бублика

Когда машина останавливается, мотор продолжает работать. На механике это вызывает поломку и резкое «захлебывание» силового агрегата, если вовремя не выжать сцепление и включить нейтралку. Чтобы избежать этого на автомате, надо отключить коленвал от трансмиссии. Такую функцию выполняет бублик. Устройство изолирует трансмиссию от двигателя при остановке машины.

Принцип работы гидротрансформатора

Гидротрансформатор — гидродинамическая передача для плавного изменения крутящего момента, поступающего от двигателя. Он изменяет передаточное число на разных скоростях движения автомобиля. Это аналог корзины сцепления в «механике». Для начала надо разобраться в функционале трех лопастных колес: насоса, турбины и реактора, объяснить работу механизма блокировки.

Насос

Насосное колесо — ведущее звено бублика. Его приводит в движение силовой агрегат машины. Это крыльчатка, которая при вращении «зачерпывает», ускоряет рабочую жидкость (ATF), направляя ее далее на лопатки турбинного колеса.

Функционал насосной крыльчаткиФункционал насосной крыльчатки
Насос вращает турбину

Насос передает усилие от двигателя турбинному колесу опосредованно — через поток масла, ускоренного лопатками насосного колеса. Становится возможным плавное, бесступенчатое изменение крутящего момента. В результате вращения насос создает интенсивную циркуляцию масла внутри корпуса гидротрансформатора. Это обеспечивает гидродинамическую связь между насосным и турбинным колесами, позволяя плавно увеличивать скорость вращения турбины относительно насоса.

Турбина

Турбинное колесо бублика крутится за счет потока рабочей жидкости, создаваемого вращением насоса. Оно передает полученный крутящий момент далее на выходной вал коробки передач. Обычно это планетарный механизм.

За что отвечает турбинаЗа что отвечает турбина
Турбина вращает вал КПП

Скорость вращения турбинного колеса всегда несколько меньше, чем у насосного. Это связано с тем, что при движении жидкости между лопатками возникает ее скольжение. Происходит потеря мощности. КПД снижается. Такое скольжение обеспечивает гидротрансформатору способность работать как гидромуфта, сглаживая рывки, просадки оборотов при трогании и разгоне автомобиля.

Когда скорости вращения насосного и турбинного колес выравниваются, бублик начинает работать как обычная гидромеханическая передача с фиксированным передаточным числом. Это происходит на средних, высоких скоростях движения.

Реактор

Реактор (статор) — дополнительная крыльчатка, которая устанавливается в гидротрансформаторе между насосом и турбиной. Реактор не соединен жестко ни с одним из валов коробки передач, а установлен свободно на гидромуфте.

Реактор перенаправляет поток масла с турбины на насосРеактор перенаправляет поток масла с турбины на насос
Реактор ускоряет разгон насосного колеса

Основная функция реактора — увеличение крутящего момента турбины на малых скоростях. Его фиксирует обгонная муфта. Лопасти встают под таким углом, что ускоряют циркуляцию масла от турбины к насосу. А на больших скоростях реактор уже вращается свободно, практически не влияет на работу бублика.

За счет реактора удается увеличить коэффициент трансформации крутящего момента. Это важно при трогании автомобиля с места, при разгоне до средних скоростей. Реактор снижает потерю энергии рабочей жидкости между элементами гидротрансформатора, тем самым повышая КПД. Бублик с реактором в автоматической коробке передач обеспечивает более плавную, эффективную работу трансмиссии на всех режимах движения машины.

Механизм блокировки

На высоких скоростях движения ГДТ теряет эффективность из-за больших потерь энергии рабочей жидкости. Это приводит к «упадку» мощности, снижению КПД. Чтобы этого избежать, в конструкции гидротрансформатора предусмотрен механизм принудительной блокировки гидродинамической части, установления жесткой связи между валами.

За блокировку отвечают фрикционные элементы — набор стальных дисков с накладками, которые прижимаются друг к другу. Тут работает принцип, характерный для сцепления на «механике». Управление блокировкой реализовано гидравлически с помощью отверстий и полостей в корпусе коробки передач.

Фрикцион жестко сцепляет все элементы гидротрансформатораФрикцион жестко сцепляет все элементы гидротрансформатора
Фрикционная накладка прижимается к крышке и сцепляет все элементы

При достижении пороговой скорости (обычно 80-120 км/ч), блок управления подает команду на включение механизма блокировки. Масло под высоким давлением направляется в рабочую полость, через систему отверстий прижимает фрикционные диски к корпусу. В результате вращение передается напрямую от насосного колеса гидротрансформатора к его выходному валу, минуя гидродинамическую часть. Так механически блокируется бублик, значительно повышая КПД трансмиссии на высоких скоростях.

При снижении скорости ниже порогового значения, подача давления прекращается, блокировка снимается за счет возвратных пружин или образования «промежуточного» слоя жидкости ATF между фрикционом и крышкой. Бублик вновь начинает работать в гидродинамическом режиме.

Признаки неисправности бублика

От работы гидротрансформатора зависят такие эксплуатационные характеристики автомобиля, как плавность трогания и разгона, динамика набора скорости, стабильность работы трансмиссии. Поэтому появление признаков неисправности требует диагностики, устранения проблем, чтобы предотвратить выход из строя других элементов коробки передач.

Первые подозрения должны возникнуть при появлении ощутимых рывков, толчков при трогании автомобиля с места. Это классический симптом нарушения плавности работы ГДТ. Реактор не ускоряет поток жидкости, возможно перестала работать обгонная муфта, статор не блокируется, а свободно вращается на валу.

Еще одно проявление неполадок бублика — повышенная вибрация на холостых оборотах двигателя

Обычно она возникает из-за нарушения балансировки вращающихся деталей при их деформации или поломке. Порой в этом «виноват» разбитый подшипник.

Во время разгона на средних и высоких передачах может отмечаться эффект проскальзывания, пробуксовки гидротрансформатора. Машина слишком медленно набирает скорость, несмотря на полное открытие дроссельной заслонки. Это говорит об ослаблении потока масла. Реактор крутится, не срабатывает фиксация.

Еще одним признаком неполадок становится появление «аномальных» шумов при движении, особенно в момент переключения передач. Посторонний звук обычно возникает при нарушении взаимодействия крыльчаток. Типичный симптом неисправности — утечка жидкости ATF и появление подтеков из-под крышки коробки передач. Это указывает на нарушение герметичности уплотнительных колец, сальников вала гидротрансформатора.

Основные поломки

После обнаружения подозрительных симптомов в работе бублика, автомобиль нужно проверить. Диагностика поможет найти причину неисправности. Основные рабочие органы ГДТ — колеса. Они первыми приходят в негодность. Из-за высокой температуры масла металл крыльчаток теряет прочность, изменяется геометрия лопастей, жидкость начинает циркулировать по другим «маршрутам».

Часто страдают фрикционы. Их накладки со временем стираются. Если на скорости слышно биение, а вибрация отдает в ручку селектора, значит выработались подшипники или ступица гидротрансформатора. Появление капель масла на нижней поверхности АКПП говорит о прорыве сальников. Плохой разгон и «захлебывание» мотора на старте — признак поломки обгонной муфты или механизма блокировки.

Стачивание фрикционов

Фрикционные диски выполняют важную функцию — механическая блокировка гидродинамической части на высоких оборотах. Это нужно для повышения КПД трансмиссии. При износе накладок происходит пробуксовка бублика на 3 и 4 передачах. Автомобиль плохо разгоняется, наблюдается повышенный нагрев коробки на высоких скоростях.

Фрикционные дискиФрикционные диски
Фрикционные диски

Возможен и более серьезный отказ — задиры на поверхности фрикционных элементов. Это приводит к резкому буксованию АКПП, шуму при попытке блокировать ГДТ на высоких оборотах. Для решения проблемы требуется замена комплекта фрикционных дисков, а иногда шлифовка контактных поверхностей, если появились задиры.

Поломка лопаток

Лопатки рабочих колес гидротрансформатора (насосного, турбинного и реактора) имеют сложную пространственную форму, рассчитанную на точную «маршрутизацию» потока масла. Углы скоса и наклона выполнены так, чтобы жидкость ATF свободно перемещалась между крыльчатками, разгоняя насос в случае необходимости.

Лопасти колес гидротрансформатораЛопасти колес гидротрансформатора
Лопатки колес бублика

Деформация или поломка лопаток приводит к нарушению взаимодействия потоков, циркуляции масла внутри гидравлического трансформатора. Это влечет за собой целый «букет» проблем — пробуксовку, перегрев, вибрации, рывки при трогании. Чтобы исправить ситуацию, нужна разборка бублика и замена поврежденных лопаток на новые для восстановления работоспособности.

Дефект ступицы

Ступица нужна для крепления ГДТ на приводном валу коробки передач. Ее поломка или серьезная деформация приводят к появлению стуков при трогании, разгоне. Возможными причинами этого могут быть образование трещин, срыв резьбы, деформация. В результате появляется биение гидротрансформатора относительно вала из-за нарушения центровки.

Ступица ГДТСтупица ГДТ
Ступица бублика

Для решения проблемы обычно нужен капитальный ремонт коробки с обязательной заменой поврежденной ступицы. Иногда проще заменить весь бублик, чем пытаться восстановить геометрию поврежденной ступицы и ее центровку. С этой задачей справится опытный токарь. Нужен точный станок для выравнивания кромки, сварочный аппарат для восстановления деформированных участков.

Протечка сальников

Гидротрансформатор оснащен валом, который проходит сквозь корпус коробки передач. Для герметизации зазора и предотвращения утечек масла в месте выхода вала используют маслосъемные сальники. При износе резиновых элементов начинается течь трансмиссионного масла из уплотнения вала. Это одна из наиболее распространенных проблем в АКПП с большим пробегом.

Сальник гидротрансформатораСальник гидротрансформатора
Сальник ГДТ

Для решения проблемы нужна замена изношенных сальников вала. Обязательное условие — последующая балансировка вала для плавности работы. Если не обеспечить баланс, вибрация быстро выведет из строя сам бублик, приводные механизмы коробки передач.

Выработка подшипников

В конструкции ГДТ используют подшипники качения для вращения валов, колес. Со временем происходит естественный износ подшипников, что приводит к появлению люфтов, вибрации, шума. Типичные признаки выработки подшипников — стуки при трогании, повышенный шум гидротрансформатора во время работы. Может отмечаться падение давления масла из-за его утечек через изношенные подшипники.

Подшипник ГДТПодшипник ГДТ
Подшипник бублика

Для решения проблемы нужен капитальный ремонт коробки передач с полной разборкой бублика, заменой всех его подшипников на новые. Как и в случае с протечкой сальников, понадобится точная центровка колес на валу.

Отказ обгонной муфты

Обгонная муфта предназначена для принудительной фиксации реактора в одном положении. В норме после набора скорости блокировка снимается, статор начинает свободно вращаться под действием потоков масла. Но порой муфта перестает разблокироваться. Реактор мешает циркуляции жидкости ATF между насосом и турбиной. Снижается динамика, увеличивается расход топлива.

Обгонная муфта статораОбгонная муфта статора
Обгонная муфта реактора

Для восстановления работоспособности необходима замена обгонной муфты. Альтернатива — установка нового статора в сборе. Гидродинамические характеристики бублика восстанавливаются. Он помогает быстро набирать скорость и экономить горючее, когда обороты силового агрегата стали постоянными.

Диагностика бублика АКПП

Гидротрансформатор в автоматической коробке передач плавно меняет крутящий момент и передаточное число. От его работы зависит качество функционирования всей трансмиссии. Поэтому при возникновении подозрений на неисправность необходимо провести диагностику для выявления конкретной проблемы:

  1. Проверка сканером OBD-II. Автоматические коробки передач оснащены блоком управления TCU с диагностическим разъемом OBD-II. Подключив к нему сканер, можно считать коды ошибок, зафиксированные блоком управления. Коды P0741, P0742 конкретно указывают на возможные неисправности именно в цепи гидротрансформатора. Анализ поможет определить причину проблемы.
  2. Стояночный тест. Его проводят на прогретом двигателе и коробке передач. Водитель фиксирует машину на ручнике, нажимает на тормоз, включает D, полностью выжимает педаль газа на 5 секунд, измеряет обороты двигателя. Значение должно совпадать с номинальным показателем крутящего момента. Примерно 2500 об/мин. Обороты ниже — сломалась обгонная муфта, выше — стерлись накладки фрикционных дисков.

Когда определена причина, остается устранить ее. Водитель может выполнить ремонт самостоятельно, но на это уйдет много времени. Механики в автосервисе быстро восстановят функциональность гидротрансформатора.

Похожие публикации


Пробуксовка АКПП: причины Если АКПП буксует, то обороты двигателя сильно увеличиваются, а скорость не меняется, появляются толчки, шум и неприятные звуки. Диагностировать эту проблему необходимо безотлагательно! Как — мы расскажем в этой статье.
Для чего нужна обгонная муфта генератора и как она работает? Кажется, будто обгонная муфта генератора - незначительная деталь, следить за состоянием которой отнюдь не обязательно. Однако именно от её исправности зависит корректная работа ремня ГРМ.
Какие могут быть неисправности АКПП у автомобилей с передним приводом Автоматической коробкой передач (АКПП) называют гидромеханическую планетарную коробку передач (хотя под это определение подходят и другие разновидности КП), являющуюся элементом трансмиссии. Ее отличительная черта — выполнение основных функций без прямого участия человека. Наличие автоматики на

Комментарии0

Комментариев к статье "Принцип работы гидротрансформатора АКПП" пока нет.

Добавить комментарий