Как работает многодисковая муфта и гидротрансформатор АКПП

В большинстве автомобилей, автоматическая трансмиссия переключается между четырьмя передачами и одной передачей заднего хода. Чтобы мощность могла передаваться от двигателя к приводу колес, в автоматической коробке передач используются так называемый гидротрансформатор и многодисковые муфты, а также тормозные ленты или многодисковые тормоза. С помощью программ переключения передач, электронного блока управления и электромагнитных клапанов происходит переключение. 4-ступенчатая АКПП может быть дополнена другими планетарными передачами, когда можно переключаться между 9 передачами.

Гидродинамический преобразователь крутящего момента состоит из крыльчатки насоса, колеса турбины и статора посередине. Эти детали размещены в корпусе, заполненном трансмиссионным маслом. Кроме того, муфта и вал участвуют в передаче мощности от двигателя к коробке.

В гидротрансформаторе механическая энергия мощности двигателя при вращательном движении крыльчатки насоса преобразуется в энергию потока (ускорение масла в гидротрансформаторе), а оно, в свою очередь, преобразуется в механическую энергию, направленную в АКПП, а затем на колеса автомобиля.

Подробно о процессе:

Колесо насоса, заполненное маслом, приводится в движение двигателем. Наклонные лопасти внутри колеса передают мощность маслу путем вращения. На масло действует центробежная сила, которая выталкивает его наружу. С увеличением скорости увеличивается давление масла за счет центробежной силы.

Эта энергия потока поглощается турбинным колесом, которое расположено напротив насосного колеса и в основном представляет собой перевернутое насосное колесо с лопастями в противоположном направлении. В этом цикле масло перемещается снаружи внутрь и возвращается к насосному колесу.

В этом масляном контуре крутящий момент еще не преобразуется. Для изменения крутящего момента необходим статор, который находится между насосом и турбинным колесом. Благодаря тому, что его лопасти наклонены на 90 °, он заставляет масло подниматься назад, таким образом крутящий момент на турбинном колесе увеличивается.

В гидротрансформаторе есть три рабочих фазы:

1. Автомобиль находится на светофоре, например, двигатель работает, тормоз удерживается водителем. В этой фазе вращается колесо насоса, но не колесо турбины.
2. Автомобиль трогается с места: отпускается тормоз и нажимается педаль акселератора. Насосное колесо имеет высокую скорость, значительно превышающую скорость турбинного колеса. Это сделано специально, чтобы масло в статоре не застаивалось. Однако крутящий момент турбинного колеса выше.
3. Автомобиль движется с повышенной скоростью. Муфта соединяет насос с турбинным колесом, частота вращения и крутящий момент теперь одинаковые. На холостом ходу весь блок вращается с одинаковой скоростью. Мощность больше не передается через поток масла, а напрямую от двигателя к валу, который ведет от турбинного колеса к коробке передач. В результате КПД значительно выше, чем при передаче крутящего момента по потоку масла. Чтобы поддерживать этот процесс в нормальном режиме, нужно постоянно следить за состоянием трансмиссионной жидкости и вовремя проводить замену масла в АКПП.

Какие проблемы чаще всего случаются с гидротрансформатором?

Это разрушение турбинного колеса, в частности, его лопастей, как самого нагруженного элемента в ГДТ. К счастью сегодня эта проблема успешно решается многими мастерами по ремонту АКПП, которые имеют специальное оборудование для разрезания, сварки и балансировки гидротрансформатора.

Есть даже специальные ремонтные предприятия, которые ремонтируют гидротрансформаторы на потоке, предоставляя таким образом эту услугу не напрямую клиенту, а посреднику в виде СТО широкого профиля. Задача СТО в этом случае сводится только к снятию нерабочего ГДТ и установке уже отремонтированного.

Сам по себе ремонт гидротрансформатора стоит около 100$. Дороже обходится клиенту снятие и установка трансмиссии.

Как работает многодисковая муфта

Работа сцепления заключается в том, чтобы отделить трансмиссию от двигателя при переключении между передачами. В автоматических трансмиссиях используются многодисковые муфты, которые располагаются между гидротрансформатором и выходным валом. В отличие от однодискового сухого сцепления, контактное давление распределяется по нескольким фрикционным поверхностям. Внутренние диски расположены в ряд, жестко соединены с валом и снабжены фрикционными накладками для увеличения коэффициента трения. Между внутренними дисками расположены внешние диски, которые соединены с окружающей их корзиной сцепления с возможностью поворота с внешней стороны через выемки.

Внутренний и внешний диски вместе называются пакетом фрикционных дисков. Если внутренний и внешний диски соединены друг с другом трением, вращение внутренних пластин вызывает вращение внешних пластин и наоборот. Размыкание дискового пакета происходит путем приведения в действие толкателя через нажимной диск на пружинах сцепления, так что частота вращения коробки передач и частота вращения двигателя не совпадают.

Гидротрансформатор АКПП (устройство, режим работы, блокировка, основные неисправности)

Обслуживание и уход за автомобилем

Идея внедрения гидродинамической передачи крутящего момента изначально принадлежит военным. Конструкторы искали способ повысить проходимость автомобилей путем уменьшения риска срыва верхнего слоя грунта. Осуществить эту цель помог гидродинамический трансформатор, который за счет проскальзывания насосного и турбинного колес позволял плавно передать крутящий момент на ведущие колеса. Давайте рассмотрим устройство, принцип работы и неисправности гидротрансформатора автоматической коробки передач (АКПП).

Устройство гидротрансформатора

1. Насосное колесо посредством ступицы крепится к коленчатому валу. Скорость вращения насосного колеса всегда соответствует частоте вращения коленвала.
2. Турбинное колесо связано с первичным валом АКПП, через который крутящий момент передается на редуктор, приводные валы и колеса.
3. Реакторное колесо – закреплено на ступице турбинного колеса и служит для перенаправления потока рабочей жидкости от насосной части к турбинной и обратно. До момента выравнивания скоростей вращения колес перенаправление потока позволяет увеличить крутящий момент, передаваемый на выходной вал АКПП. Именно наличием реактора (статора) отличается работа гидротрансформатора от простейшей гидромуфты.
4. Блокировочная плита с механизмом блокировки ГДТ служит для прямого соединения насосного и турбинного колес. При ее замыкании жидкость АТФ не участвует в передаче крутящего момента от коленвала к первичному валу коробки передач.

На маховик гидротрансформатора напрессован зубчатый венец. С его помощью стартер вращает коленчатый вал при запуске двигателя.

Как работает коробка автомат с гидротрансформатором?

Назначение гидротрансформатора АКПП – передавать крутящий момент и при необходимости отсоединять коленчатый вал от первичного вала коробки передач. В насосное колесо от масляного насоса подается рабочая жидкость (ATF), которая при его вращении центробежной силой выталкивается от центра к краям. Лопастные колеса гидропередачи образуют в плоскости оси вращения круг циркуляции жидкости АТФ. Созданный вихревой поток посредством лопастей воздействует на реактор, перенаправляющий поток жидкости к турбинной части.

Воздействие рабочей жидкости на лопасти турбинного колеса заставляет его вращаться, передавая крутящий момент на выходной вал КПП. Прошедшая через турбинную часть жидкость возвращается на реактор, увеличивая общее давление жидкости на его лопасти. Таким образом, внутри гидротрансформатора до момента уравнения скорости вращения насосной и реакторной частей устанавливается циркуляция масла.

Из-за потерь энергии в жидкости в режиме проскальзывания скорость вращения турбины будет ниже частоты вращения насоса. На практике это приводит к значительной потере КПД. Для увеличения коэффициента полезного действия в конструкцию всех современных автоматических коробок передач внедрена муфта блокировки гидротрансформатора.

Муфта блокировки ГДТ

Муфта блокировки установлена на шлицах входного вала АКПП и предназначена для механического соединения насосной части и ротора.

Составные части муфты блокировки:

• поршень блокировки, посредством которого идет нажим на зону роторного колеса с фрикционным слоем;
• задняя крышка кожуха гидротрансформатроа, на которой также имеется фрикционный слой. Крышка сварена с насосной секцией;
• фрикционная накладка;
• демпфер крутильных колебаний. Является аналогом двухмассового маховика на авто с механической КПП. Призван гасить неравномерность вращения коленчатого вала, минимизируя негативное воздействие крутильных колебаний на детали коробки передач. Также демпфер смягчает момент включения/выключения муфты блокировки, что делает ее работу для водителя незаметной.

Работа системы невозможна без клапана муфты гидротрансформатора и блока управления АКПП, который считывает показания датчиков и управляет исполнительными механизмами.

Режимы работы гидротрансформатора

1. Проскальзывание – муфта блокировки разомкнута. Посредством клапана управления рабочая жидкость подается по каналу «В», отжимая тем самым клапан от стенки задней крышки кожуха ГДТ. Масло по каналу «Б» отводится через полость внутри вала. Используется при старте с места и разгоне. Размыканием муфты блокировки гидротрансформатора на высших передачах позволяет автомобилю динамично разгоняться без перехода на низшую ступень.
2. Режим зацепления – муфта заблокирована. Масло по каналу «А» поступает в полость за муфтой, заставляя поршень прижаться к задней крышке кожуха. Сила трения между фрикционными накладками ведет к зацеплению корпуса ГДТ с  турбинным колесом. Муфта замыкается преимущество при движении на высших передачах.На большинстве АКПП блокировка гидротрансформатора  включается после 3 передачи. Но из-за ужесточения экологических норм на современных авто муфта может быть заблокирована на любой передаче при частоте работы двигателя свыше 1000 об/мин.
3. Режим управляемой пробуксовки – муфта работает с небольшим проскальзыванием. В вариантах конструкции, не оборудованных демпфером, режим используется для гашения крутильных колебаний. В таком случае между турбинной секцией и насосной частью допускается небольшое проскальзывание. При этом повышается плавность переключения и КПД.

Управление системой блокировки

Регулирует режимы работы электромагнитный клапан гидротрансформатора, а точнее, мехатроник, который управляет питающим напряжением на клапане.

Изменение силы тока на клапане регулирует распределение жидкости между каналами и силу нажима поршня блокировки. В выборе режима блокировки ЭБУ ориентируется на следующие входные параметры:

• частота вращения коленчатого вала;
• скорость вращения роторной секции;
• частота вращения выходного вала АКПП;
• фактический крутящий момент при заданном положении дроссельной заслонки;
• температура жидкости ATF;
• задействованная передача (перечень включенных пакетов фрикционов, определяющий передаточное число на выходном валу).

Видео: Гидротрансформатор. Принцип работы. ОЧЕНЬ ПОНЯТНО!

Неисправности гидротрансформатора

1. Износ опорного подшипника. Характерные симптомы – легкий металлический звук при переключениях.
2. Рост оборотов двигателя не соответствует разгонной динамики. Проблема в обгонной муфте. Если неисправность проявляется только на одной либо нескольких ступенях, проблема в сожженных пакетах фрикционов.
3. Шуршащий шум при работе двигателя на холостых и низких оборотах (в движении может пропадать). Неисправность игольчатого упорного подшипника между турбинным/реакторным колесом и задней крышкой кожуха ГДТ.
4. Громкий металлический звук при переключении. Причина в поврежденных лопастях (случается крайне редко).
5. Потеря динамики на высших передачах. Износ фрикционных накладок муфты блокировки гидротрансформатора. Без должного опыта заметить разницу в динамике на авто с неправильно работающей муфтой бывает сложно. Поэтому чаще всего владельцы сталкиваются уже с последствиями данной неисправности. Фрикционная пыль, клеевой слой накладки загрязняют масло, забивают каналы циркуляции масла. Постоянное проскальзывание перегревает сам «бублик», масло, а вместе с ним и электронику мехатроника. Все это со временем приводит к толчкам, пинкам при смене передач, увеличении времени переключения. Поэтому так важно понимать принцип работы гидротрансформатора и своевременно менять масло в «автомате».

Муфта гидротрансформатора – x-engineer.org

Содержание

• Обзор
• Эффективность
• Блокировочная муфта
• Электромагнит сцепления
• Диагностика сцепления

  Справочные материалы

  6 17

  Обзор

  Большинство автоматических коробок передач, используемых для легковые автомобили имеют гидротрансформатор в качестве сцепного устройства. Основные функции гидротрансформатора: отсоединять двигатель от трансмиссии, когда автомобиль стоит, и передавать крутящий момент на трансмиссию, когда двигатель увеличивает скорость. Преобразователь крутящего момента позволяет двигателю работать на холостом ходу, когда транспортное средство остановлено, даже если в коробке передач включена передача. Как следует из названия, гидротрансформатор преобразует (усиливает) входной крутящий момент двигателя в более высокий выходной крутящий момент. Эта особенность гидротрансформатора невозможна со сцеплением, которое может передавать максимальный крутящий момент двигателя и не более того.

  Изображение: Автоматическая коробка передач
  Предоставлено: ZF

  Преобразователь крутящего момента установлен между двигателем внутреннего сгорания и автоматической коробкой передач, там же, где сцепление было бы в случае механической коробки передач. Основными компонентами гидротрансформатора являются:

  • рабочее колесо (также известное как насос)
  • турбина
  • статор (установленный на одностороннем механизме)
  • муфта блокировки

  преобразователь – покомпонентный вид

  где:

  1. передняя крышка гидротрансформатора
  2. фрикционные диски сцепления
  3. нажимной диск сцепления с демпфером крутильных колебаний
  4. турбина
  5. статор, установленный на одностороннем механизме
  6. корпус рабочего колеса

     06 гидротрансформатор с автоматическим трансмиссионная жидкость (ATF), которая представляет собой тип трансмиссионного масла. Рабочее колесо соединено с коленчатым валом, а турбина соединена (шлицами) с входным валом коробки передач.

     На изображении ниже вы можете увидеть подробный разрез гидротрансформатора с его основными компонентами. Рабочее колесо, статор и турбина имеют изогнутые лопасти, которые заставляют жидкость течь внутри гидротрансформатора.

     Изображение: основные компоненты гидротрансформатора
     Предоставлено: ZF Sachs

     где:

     1. турбина
     2. крыльчатка
     3. статор
     4. демпфер крутильных колебаний
     5. 0-09 муфта сцепления
     6. тормозная накладка
     7. 006

     Рабочее колесо (1 ) вращается коленчатым валом и преобразует механическую энергию коленчатого вала в кинетическую энергию, приводя жидкость в движение. Затем жидкость попадает на турбину (1) и происходит обратный процесс, кинетическая энергия преобразуется обратно в механическую энергию. Увеличение крутящего момента происходит за счет статора (3), который отклоняет поток жидкости при входе в турбину.

     Как видите, прямой (механической) связи между крыльчаткой и турбиной нет. Мощность между двигателем и трансмиссией передается через движущуюся жидкость. Из-за этого КПД гидротрансформатора относительно низок, особенно при низких температурах и большой разнице скоростей (скольжении) между рабочим колесом и турбиной.

     Жидкость приводится в движение лопатками рабочего колеса, которые направляют ее к лопаткам статора, которые далее перенаправляют жидкость в лопатки турбины. При большой разнице скоростей между рабочим колесом и турбиной статор не вращается, что обеспечивает усиление крутящего момента. Эта фаза называется 9.0021 фаза преобразователя . Преобразователь крутящего момента может увеличить крутящий момент двигателя до 2,5 раз. Когда скорость турбины становится близкой к частоте вращения крыльчатки, статор начинает вращаться и гидротрансформатор входит в фазу сцепления . В этой фазе не происходит увеличения крутящего момента двигателя.

     Муфта блокировки (6), также известная как муфта гидротрансформатора (TCC), выполняет роль механического соединения рабочего колеса с турбиной для ограничения потерь мощности. Когда разница скоростей между крыльчаткой и турбиной не слишком велика, муфта гидротрансформатора замкнута, и соединение двигателя с трансмиссией происходит напрямую, без каких-либо потерь в гидротрансформаторе.

     Подробнее о гидротрансформаторе читайте также в статье Как работает гидротрансформатор.

     Назад

     Эффективность

     Гидротрансформатор работает как гидравлическое соединительное устройство. Механическая мощность, передаваемая от двигателя внутреннего сгорания, преобразуется в гидравлическую энергию крыльчаткой и обратно в механическую энергию турбиной. Все эти преобразования мощности сопровождаются некоторыми потерями. Эти потери в основном связаны с трением в слоях жидкости. Потерянная мощность рассеивается в виде тепла.

     Эффективность гидротрансформатора зависит от передаточного числа ν [-] между рабочим колесом и турбиной. Коэффициент скорости гидротрансформатора определяется как отношение между выходной скоростью (турбина) и входной скоростью (крыльчатка):

     ν = ω _T / ω _P

     (1)

     где:
     ω _T  – угловая скорость турбины [рад/с]
     ω _P – угловая скорость рабочего колеса (насоса) [рад/с]

     Поскольку скорость турбины все время отстает от скорости рабочего колеса (насоса), скорость передаточное число меньше 1. Это означает, что в трансмиссионной жидкости возникает трение, что приводит к потерям мощности. Чем ниже передаточное отношение, тем выше трение, выше потери мощности, тем ниже общий КПД гидротрансформатора.

     Изображение: Функция эффективности гидротрансформатора от передаточного числа
     Авторы и права: [4]

     На изображении выше вы можете видеть изменение функции эффективности гидротрансформатора от передаточного числа (зеленая линия). Характеристика эффективности гидротрансформатора имеет четыре отличительные рабочие точки:

     • S (точка остановки): в этой точке скорость турбины равна нулю, а рабочее колесо вращается; КПД в точке срыва минимальный, около 50%, что означает, что половина мощности, поступающей от двигателя, теряется на трение и рассеивается в виде тепла; в этот момент преобразование крутящего момента достигает своего максимального значения, что положительно сказывается на тяговых качествах автомобиля
     • M (точка максимального КПД): в этой точке гидротрансформатор достигает своего максимального КПД в качестве гидротрансформатора, жидкость перетекает без ударных потерь от рабочего колеса к следующему.
     • C (точка блокировки): в этой точке статор начинает вращаться вместе с турбиной и преобразование крутящего момента невозможно; с этого момента преобразователь крутящего момента ведет себя как гидравлическое сцепление, только передавая мощность от двигателя к трансмиссии без какого-либо усиления крутящего момента
     • F (точка свободного потока): в этой точке нет нагрузки на турбину, передаточное отношение очень близко к 1, что означает, что скорость турбины соответствует скорости вращения рабочего колеса; в этой точке

     Назад

     Блокировочная муфта

     В течение большей части времени работы гидротрансформатора согласование скоростей между рабочим колесом и турбиной никогда не достигается. На крейсерской скорости гидротрансформатор передает на трансмиссию только около 85 % мощности двигателя. Это означает, что в гидротрансформаторе теряется много мощности, рассеиваемой в виде тепла. Чтобы повысить его эффективность, производители добавили в гидротрансформатор блокировочную муфту.

     Муфта гидротрансформатора (TCC) механически блокирует двигатель и трансмиссию, соединяя крыльчатку с турбиной через мокрую муфту. Таким образом устраняется проскальзывание гидротрансформатора и повышается эффективность. Еще одно преимущество заключается в том, что тепло, рассеиваемое в жидкости для автоматической коробки передач, существенно снижается.

     Существует несколько способов блокировки муфты гидротрансформатора. Эти различия являются функцией гидравлического контура, управляющего включением сцепления.

     В зависимости от количества каналов (портов) управления потоком масла через муфту гидротрансформатора различают гидротрансформаторы нескольких типов:

     • двухходовые (2-ходовые) гидротрансформаторы
     • трехходовые (3 гидротрансформаторы
     • четырехканальные (4-ходовые) гидротрансформаторы

     Наиболее распространенным типом гидротрансформатора является двухканальный гидротрансформатор . В этом типе муфта гидротрансформатора активируется путем реверсирования потока жидкости для автоматической коробки передач (ATF) через гидротрансформатор.

     Изображение: Муфта гидротрансформатора (Toyota) — открытая Фото: Toyota возрастной крутящий момент система срабатывания муфты гидротрансформатора (как на изображениях выше), муфта блокировки установлена ​​на ступице турбины, перед турбиной. Демпфирующая пружина поглощает крутильные колебания при включении сцепления, чтобы предотвратить передачу удара. Фрикционный материал, нанесенный на поршень блокировки, представляет собой материал того же типа, что и материал, используемый на многодисковых дисках сцепления в автоматической коробке передач. Включение и выключение блокировочной муфты зависит от направления поступления жидкости в гидротрансформатор. Трансмиссионная жидкость может поступать либо через переднюю часть муфты блокировки, либо между крыльчаткой и турбиной, за муфтой. Контролируя давление за и перед муфтой, мы контролируем включение и выключение блокировочной муфты. В некоторых случаях трансмиссионная жидкость, используемая для управления муфтой блокировки гидротрансформатора, также используется для отвода тепла от гидротрансформатора и передачи его в основную систему охлаждения двигателя посредством теплообмена в радиаторе. Управление давлением масла в блокировочной муфте осуществляется двумя клапанами: релейным и сигнальным. В этом типе устройства сигнальный клапан регулирует давление на одной стороне ускорительного клапана, который регулирует давление в блокировочной муфте. По умолчанию оба клапана удерживаются в этом положении пружинами, оставляя сцепление в выключенном положении, а преобразователь крутящего момента разблокирован. Когда более высокое линейное давление подается на нижнюю часть сигнального клапана, он перемещается вверх и соединяет линейное давление с нижним концом ускорительного клапана. Это заставляет ускорительный клапан двигаться вверх и перенастраивать контур потока масла таким образом, чтобы давление прикладывалось к задней части сцепления и включало его. Для выключения сцепления снимается давление с нижнего конца сигнального клапана и схема масляного контура изменяется на исходную, при которой давление подается перед выключающим сцепление. Изображение: Муфта гидротрансформатора (соленоид) – открыта Изображение: Муфта гидротрансформатора (соленоид) – закрыта Современные муфты имеют электронное управление. Давление в муфте гидротрансформатора регулируется главным регулирующим клапаном, управляемым соленоидом (см. рисунки выше). Когда на соленоид подается питание, линейное давление, действующее на правую сторону регулирующего клапана, низкое, поскольку жидкость вытекает в сторону дренажа. В этом состоянии регулирующий клапан будет смещен вправо, и масло будет проходить через переднюю часть сцепления, оставляя его открытым. Выключение соленоида приводит к увеличению давления на правой стороне регулирующего клапана, который перемещается влево. Эта операция изменит конфигурацию масляного контура таким образом, что масло будет проходить через заднюю часть сцепления, замыкая его. Когда муфта гидротрансформатора замкнута, крыльчатка механически связана с турбиной, и мощность двигателя передается на трансмиссию без потерь в гидротрансформаторе. В трехканальном гидротрансформаторе два канала используются для протекания трансмиссионного масла (ATF) через гидротрансформатор и для охлаждения сцепления, а третий канал используется независимо для управления блокировкой и разблокировкой сцепления. Изображение: Сравнение двухконтурного и трехконтурного гидротрансформатора Кредит: Schaeffler Максимальный крутящий момент муфты гидротрансформатора зависит от нескольких свойств: площадь поршня, на которую воздействует давление трансмиссионного масла эффективный радиус фрикционного материала количество поверхностей трения коэффициент трения фрикционного материала и стали фактическое давление трансмиссионного масла на поршень сцепления В то время как геометрические и материальные свойства сцепления фиксированы, давление масла можно регулировать для контроля положения таким образом состояние сцепления. Состояние муфты гидротрансформатора может быть: открыт закрыт (заблокирован) пробуксовывает Состояние сцепления зависит от положения дроссельной заслонки (нагрузки на двигатель) и оборотов двигателя. В общих чертах, при низкой частоте вращения муфта гидротрансформатора разомкнута, а при высокой частоте вращения муфта замкнута. Сцепление поддерживается в состоянии проскальзывания обычно при средне-низких оборотах двигателя и нагрузке. Изображение: Рабочие диапазоны муфты гидротрансформатора В идеальном гидротрансформаторе крутящий момент муфты и ее проскальзывание можно регулировать исключительно за счет управления давлением масла. В реальном гидротрансформаторе это невозможно из-за наличия нескольких мешающих факторов, усложняющих процесс управления проскальзыванием сцепления. Эти интерференционные факторы составляют [1]: перепад давления на фрикционном материале : в двухканальных гидротрансформаторах фрикционный материал используется для передачи крутящего момента, а также в качестве уплотняющего элемента по внешнему диаметру поршня; для охлаждения сцепления в фрикционный материал часто впрессовывают канавки; когда трансмиссионное масло течет через канавки со стороны высокого давления поршня на сторону низкого давления, оно испытывает перепад давления; Величина этого перепада давления зависит от геометрии канавки, консистенции поверхностей трения, температуры и скорости скольжения. абсолютная системная скорость : после того, как трансмиссионное масло вытекло через канавки фрикционного материала в двухканальном преобразователе, оно должно транспортироваться радиально от внешнего диаметра преобразователя внутрь к входному валу коробки передач; поскольку вся система вращается, частицы жидкости по пути внутрь подвергаются действию сил Кориолиса, что приводит к образованию спиралевидного потока перед входным валом трансмиссии; это приводит к противодавлению, которое снижает эффективное давление на поршень. изменение давления в системе : колебания давления нагнетания гидротрансформатора влияют на сторону высокого давления поршня в двухходовой системе и на сторону низкого давления поршня в трехходовой системе. дифференциальная скорость (проскальзывание) : в условиях открытия или проскальзывания двух- и трехходовые системы имеют такие компоненты, как демпфер, турбина или крышка с обеих сторон поршня, которые вращаются с разными скоростями; эти компоненты преобладают над средней скоростью вращения ATF по обе стороны от поршня, что приводит к разной центробежной силе, создавая относительное давление на поршень. Факторы помех 1 и 2 могут быть в значительной степени нейтрализованы системой с тремя проходами. Остальные факторы помех также могут быть значительно улучшены в трехканальной системе или компенсированы калибровочным программным обеспечением в трансмиссии. Однако, чтобы иметь возможность полностью компенсировать все факторы без дополнительных требований к программному обеспечению, необходим другой принцип: четырехканальный гидротрансформатор . Как следует из названия, это система преобразователя с четырьмя гидравлическими каналами. Изображение: Гидротрансформатор с четырьмя гидравлическими каналами Авторы и права: Schaeffler Как и в трехканальной системе, два канала используются для потока через гидротрансформатор, а третий канал служит для управления сцеплением. Уникальной особенностью четырехканального гидротрансформатора является дополнительный четвертый канал, питающий камеру компенсации давления. Это приводит к одинаковым условиям скорости жидкости с обеих сторон поршня. Динамическая центробежная сила ATF одинакова с обеих сторон поршня, поскольку наружные диаметры уплотнений активационной и компенсационной камер одинаковы. Это означает, что давление поршня теперь не зависит от скорости проскальзывания, и, кроме того, напорные камеры сцепления защищены от изменений давления в системе, т. е. от колебаний давления наддува. Четырехходовой преобразователь позволяет очень точно управлять сцеплением независимо от условий эксплуатации. Компания Schaeffler начала серийное производство системы, представленной в 2014 году, и в настоящее время работает над ее внедрением с другими заказчиками. Проведено исследование серийных двух-, трех- и четырехходовых гидротрансформаторов для сравнения скорости проскальзывания в процессе эксплуатации. Изображение: Сравнение скорости проскальзывания муфты гидротрансформатора Предоставлено: Schaeffler Сравнение показывает, что в этом конкретном четырехходовом режиме блокировочная муфта может включаться даже на первой передаче. Помимо экономии расхода топлива, это также означает, что блокировочная муфта может быть использована в качестве пускового устройства на одной линии с тором преобразователя. Это позволяет уменьшить и облегчить конструкцию тора. На более высоких передачах четырехходовой преобразователь может работать с очень низкой скоростью проскальзывания благодаря его точной управляемости. В результате демпфер может быть спроектирован в меньшем масштабе, что позволяет экономить место в конструкции преобразователя в целом. Назад Соленоид сцепления В современных гидротрансформаторах используется электрогидравлическое управление блокировочной муфтой. Гидравлический контур, который блокирует/разблокирует муфту гидротрансформатора, управляется с помощью гидравлических клапанов. Клапаны приводятся в действие прямо или косвенно соленоидами. Соленоид представляет собой линейный электрический привод. При подаче питания (подача электроэнергии) он толкает или тянет шток, который соединен с гидравлическим клапаном. Существуют различные типы соленоидов, используемых для управления муфтой гидротрансформатора, но принцип работы в основном одинаков. Изображение: Клапан широтно-импульсной модуляции муфты гидротрансформатора — GM Изображение: Соленоид муфты гидротрансформатора с видом разъема 174 Изображение: Соленоид муфты гидротрансформатора Соленоид имеет два электрических разъема: плюс (+) напряжения и заземление (-). Обычно он питается от бортовой сети автомобиля напряжением 12 В и управляется модулем управления коробкой передач (TCM). Назад Диагностика сцепления В коробках передач с электронным управлением работа соленоида муфты гидротрансформатора контролируется модулем управления трансмиссией (PCM) или модулем управления трансмиссией (TCM) и может, но не всегда, устанавливать диагностический код неисправности (DTC), если неисправность присутствует. Блок PCM/TCM не установит код неисправности, если не возникнет проблема с электрической цепью, управляющей соленоидом муфты гидротрансформатора. Изображение: Принципиальная схема электромагнитной муфты гидротрансформатора, пример С помощью диагностического прибора мы можем считать код неисправности, относящийся к электромагнитному клапану муфты гидротрансформатора. Наиболее распространенные коды неисправности: P0740 P0741 P0742 60 1 P07243 900 0021 P0744 В таблицах ниже приведены определения каждого DTC, их значение, возможные причины неисправности и каковы симптомы на уровне транспортного средства. OBD Определение Значение Возможные причины Симптомы 1 P0240 0 Соленоид муфты гидротрансформатора (TCC) – неисправность цепи Проблема с электрической цепь электромагнитного клапана муфты гидротрансформатора. Это означает, что модуль управления (PCM/TCM) не может должным образом управлять сцеплением, что означает, что сцепление гидротрансформатора находится либо в постоянном/прерывистом заблокированном состоянии, либо в разомкнутом состоянии, либо проскальзывает. проблемы с самим соленоидом проблемы с проводкой соленоида проблемы с электрическими разъемами соленоида проблемы с переключением передач 50 90 жесткое переключение передач остановка двигателя невозможность движения автомобиля повышенный расход топлива перегрев трансмиссионного масла P0741 Соленоид муфты гидротрансформатора (TCC) – работа/заедание в выключенном состоянии Проскальзывание (разность скоростей) между двигателем (крыльчаткой) и входным валом трансмиссии (турбиной), когда муфта гидротрансформатора заблокирована. Это означает, что муфта гидротрансформатора не блокируется должным образом или находится в постоянно разомкнутом состоянии. поврежденный или сломанный гидротрансформатор соленоид муфты гидротрансформатора не работает должным образом проблемы с электрической цепью соленоида сцепления проблемы с гидравлическим модулем управления трансмиссией (блоком клапанов) грязное, загрязненное или испорченное трансмиссионное масло (ATF) проверьте горит лампочка двигателя повышенный расход топлива P0742 Соленоид муфты гидротрансформатора (TCC) – заедает Соленоид муфты гидротрансформатора всегда находится под напряжением (заедает во включенном состоянии), что всегда приводит к включению гидротрансформатора. соленоид сцепления гидротрансформатора не работает должным образом проблемы с электрической цепью соленоида сцепления проблемы с гидравлическим модулем управления трансмиссией (блоком клапанов) грязное, загрязненное или испорченное трансмиссионное масло (ATF) низкий уровень трансмиссионного масла (ATF) проблемы с переключением передач резкое переключение передач глохнет двигатель невозможно движение автомобиля P0743 Соленоид муфты гидротрансформатора (TCC) — электрическая Возникла постоянная проблема с электрической цепью соленоида муфты гидротрансформатора. повреждены, сожжены, закорочены, отсоединены или корродированы провода и/или разъемы соленоида неисправен соленоид муфты гидротрансформатора неисправен PCM или TCM проблемы с переключением передач тугое переключение передач глохнет двигатель невозможность движения автомобиля повышенный расход топлива перегрев трансмиссионного масла 7 7 7 6 P0744 Соленоид муфты гидротрансформатора (TCC) – ненадежный контакт электрической цепи Периодически возникает проблема с электрической цепью соленоида муфты гидротрансформатора. Перемежающаяся проблема означает, что неисправность появляется и исчезает, она носит спорадический характер. Поврежденные, обгоревшие, сокращенные, отсоединенные или кормовые проводки и/или разъемы соленоида Дефектный соленоид сцепления крутящего момента Defective PCM или TCM Меньше комфортабельной передачи. трансмиссия небольшой повышенный расход топлива Перед началом любой диагностики убедитесь, что в системе есть питание. Затем осмотрите и проверьте цепь заземления соленоида. Если питание и земля в порядке, проверьте соленоид с помощью омметра. Если сопротивление соленоида находится в пределах технических характеристик, снимите соленоид с коробки передач. Подайте питание и заземлите соленоид, пытаясь продуть воздух через соленоид. Если соленоид работает нормально, проблема, вероятно, в самом гидротрансформаторе. Если соленоид не пропускает воздух, поместите его в чистый контейнер с жидкостью для автоматических трансмиссий и включите электрически, чтобы посмотреть, сможете ли вы устранить блокировку соленоида. Если это не сработает, вам потребуется заменить соленоид [8]. Назад Ссылки [1] Томас Хек и др., Эффективные решения для автоматических трансмиссий – гидротрансформаторы и пакеты сцепления, Schaeffler Symposium 2018. [2] VAG, Automatisches Getriebe Modelljahr ’95 – Конструкция и функции, Selbsstudienprogramm 172, 1995. [3] Toyota, Автоматические трансмиссии – Курс 262. [4] Айман Моавад, Аймерик Руссо, Влияние технологий трансмиссии на эффективность использования топлива, Технический отчет, Аргоннская национальная лаборатория, январь 2012 г. [5] Yi Zhang, Chris Mi, Automotive Power Transmission Systems, Wiley, 2018. [6] Harald Naunheimer, Bernd Bertsche, Joachim Ryborz, Wolfgang Novak, Automotive Transmissions — Fundamentals, Selection, Design and Application, 2nd Edition, Springer , 2011. [7] Роберт Фишер, Ферит Кучукай, Гюнтер Юргенс, Рольф Найорк, Буркхард Поллак, The Automotive Transmission Book, Springer, 2015. [8] Кейт Сантини, Кирк ВанГелдер, Automotive Automatic Transmission and Transaxles, Jones & Обучение Бартлетта, 2018. Справочное руководство: Глава 2: Коробки передач: Работа муфты гидротрансформатора Справочное руководство: Глава 2: Трансмиссии: Работа муфты гидротрансформатора Справочное руководство Назначение Система сцепления гидротрансформатора трансмиссии / трансмиссии (TCC) использует электромагнитный клапан в автоматической коробке передач для соединения двигателя маховика к выходному валу коробки передач/коробки передач через крутящий момент преобразователь. Это уменьшает потери на проскальзывание в преобразователе, что увеличивает экономия топлива. Операция Для срабатывания муфты гидротрансформатора должны быть выполнены два условия: Внутреннее давление трансмиссионной жидкости должно быть правильный. ECM заземляет соленоид TCC в коробке передач, который перемещает контрольный мяч по плавной линии. Это позволит муфте гидротрансформатора применять, если гидравлическое давление правильное, как описано выше. ECM управляет соленоидом включения TCC, просматривая несколько датчики: Датчик скорости автомобиля (ДСС). Скорость должна быть выше определенной значение до включения сцепления. Датчик температуры охлаждающей жидкости. Двигатель должен быть прогрет до включения сцепления. Датчик положения дроссельной заслонки (TPS). После муфты гидротрансформатора применяется, ECM использует информацию от TPS для выключения сцепления, когда автомобиль ускоряется или замедляется с определенной скоростью. Переключатель выбора передач. В некоторых трансмиссиях используется переключатель 3-й или 4-й передачи для отправить сигнал на ECM, сообщая ему, какая передача трансмиссии / трансмиссии находится внутри. ECM использует эту информацию для изменения условий, при которых сцепление срабатывает или отпускает. Тем не менее, трансмиссии / коробки передач не обязательно включать высшую передачу, чтобы ECM включил сцепление на. Трансмиссии / трансмиссии, использующие переключатели выбора передач, могут быть определяется по 3 или 4 проводам, выходящим из разъема TCC. В некоторых коробках передач/коробках передач переключатель третьей передачи (нормально разомкнутый) подключается последовательно со стороны батареи соленоида TCC. Этот переключатель предотвращает применение TCC, пока трансмиссия/коробка передач не находится на третьей передаче затем выключатель замыкается, замыкая цепь до ECM. Также в некоторых трансмиссиях/коробках передач используется 4-3-импульсный переключатель (или 3-2 на некоторых 3-ступенчатых трансмиссиях/коробках передач), чтобы разомкнуть цепь соленоида TCC. на мгновение во время понижения передачи. Результаты неправильной работы TCC Если муфта гидротрансформатора включена постоянно, двигатель сразу заглохнет, как и в МКПП/коробке передач со сцеплением применяемый. Если муфта гидротрансформатора не срабатывает, экономия топлива может быть ниже ожидаемого. Если датчик скорости автомобиля неисправен, TCC не будет применяться. Если переключатель 3-й или 4-й передачи не работает, TCC не будет применяться на правильное время. Система муфты гидротрансформатора трансмиссии/коробки передач (TCC) не работает. другие рабочие характеристики, чем у автоматической коробки передач без TCC. Если водитель жалуется на «хихикание» или «всплеск», автомобиль должен быть дорожные испытания и сравнение с аналогичным автомобилем, чтобы увидеть, существует ли реальная проблема.