logo1

logoT

 

Гидротрансформатор это


Гидротрансформатор - это... Что такое Гидротрансформатор?

Модель гидротрансформатора в разрезе

Гидротрансформатор (турботрансформатор) или конвертор крутящего момента (англ. torque converter) — устройство, служащее для передачи и преобразования, в отличие от гидромуфты, крутящего момента от двигателя внутреннего сгорания к коробке передач и, следовательно, позволяющее автоматически бесступенчато изменять крутящий момент и частоту вращения, передаваемые коробке передач. Чаще всего используется с АКПП или вариаторами. В СССР, а позднее в СНГ использовались и частью еще используются в гидродинамических трансмиссиях автомобилей «Волга», «Чайка» и ЗИЛ, многоцелевых тягачах МЗКТ и КЗКТ, семействе БелАЗ, автобусах ЛАЗ-695Ж и ЛиАЗ-677, на тракторах ДТ-175С и Т-330 и на ряде тепловозов маневровых (ТГМ3, ТГМ6, ТГК2) и магистральных - ТГ102, ТГ16, ТГ22. Кроме того, в СССР гидротрансформаторы использовались в трансмиссиях некоторых типов экскаваторов с канатным приводом рабочих органов.

В мировой практике нашли гораздо более широкое применение. Они широко используются на специальных грузовых шасси, предназначенных для изготовления коммунальной спецтехники, на городских автобусах, на вилочных погрузчиках и легковых автомобилях. Чаще всего работают с планетарными коробками передач, хотя встречаются и сочетания с обычными двух- и трехвальными конструкциями. Популярность снабженных гидротрансформатором машин в зависимости от региона может очень сильно различаться. Так, на конец ХХ века в Западной Европе около 20 % легковых автомобилей имели гидротрансформатор. Подавляющее большинство гидротрансмиссий средней и большой мощности в Европе разработано и строится фирмой Voith в Германии.

В то же время в США их доля составляла порядка 80 %. В последние годы из легкового автомобилестроения гидротрансформаторы вытесняются автоматизированными или «роботизированными» механическими коробками передач.

Устройство и принцип действия

Состоит из насосного колеса, статора (реактора), турбинного колеса и механизма блокировки. Все детали собраны в общем корпусе, расположенном на маховике двигателя автомобиля. Гидротрансформатор наполнен маслом, которое активно перемешивается при его работе.

Принципиальная схема гидротрансформатора

Насосное колесо жёстко связано с корпусом гидротрансформатора, при вращении вала двигателя оно создает внутри гидротрансформатора поток масла, который вращает колесо статора (реактора) и турбину.

Конструктивным отличием гидротрансформатора от гидромуфты является наличие реактора.

Статор (реактор) связан с насосным колесом через обгонную муфту. При значительной разнице оборотов насоса и турбины, статор (реактор) автоматически блокируется и передает на насосное колесо больший объём жидкости. Благодаря статору (реактору) происходит увеличение крутящего момента до трёх раз[1] при старте с места.

Турбина жёстко связана с валом АКПП.

Благодаря тому, что передача крутящего момента внутри гидротрансформатора происходит без жесткой 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.

Моменты вращения на насосном и турбинном колёсах в подавляющем большинстве режимов не равны друг другу, в отличие от гидромуфты, у которой моменты вращения всегда можно считать равными.

Для повышения топливной экономичности, в конструкцию современных гидротрансформаторов вводится механизм блокировки, позволяющий жёстко связать насос и турбину. Блокировка включается автоматически при достижении достаточной скорости (как правило, более 70 км/ч). Однако, в электронно-управляемых АКПП момент включения блокировки определяет компьютер, поэтому она может быть включена практически в любой момент, согласно управляющей программе. Благодаря механизму блокировки при движении по шоссе расход топлива автомобилей, оснащённых АКПП, не превышает аналогичного для моделей с МКПП. Также блокировка гидротрансформатора применяется, подобно МКПП, для торможения двигателем и экономии топлива. В этом случае впрыск топлива прекращается на время блокировки. На тракторах блокировка гидротрансформатора используется для запуска двигателя трактора «с толкача», либо когда трактор работает в стационарном режиме.

См. также

Примечания

Литература

1. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы: Учебник для машиностроительных вузов/ Т. М. Башта, С. С. Руднев, Б. Б. Некрасов и др. — 2-е изд., перераб. — М.: Машиностроение, 1982.

2. Гейер В. Г., Дулин В. С., Заря А. Н. Гидравлика и гидропривод: Учеб для вузов. — 3-е изд., перераб. и доп. — М.: Недра, 1991.

3. Лепешкин А. В., Михайлин А. А., Шейпак А. А. Гидравлика и гидропневмопривод: Учебник, ч.2. Гидравлические машины и гидропневмопривод. / под ред. А. А. Шейпака. — М.: МГИУ, 2003. — 352 страниц

Ссылки

Турбины и механизмы с турбинами в составе

 

Как устроена коробка-автомат с гидротрансформатором — ДРАЙВ

Не падайте в обморок, ничего сложного здесь нет. Сейчас всё растолкуем. Но сначала давайте определимся с терминологией. Дело в том, что многие по ошибке автоматической коробкой передач называют два агрегата, соединённых воедино: собственно саму коробку и гидротрансформатор.

Гидротрансформатор состоит из двух лопастных машин — центробежного насоса и центростремительной турбины. Между ними расположен направляющий аппарат — реактор. Насосное колесо жёстко связано с коленчатым валом двигателя, турбинное — с валом коробки передач. Реактор же, в зависимости от режима работы, может свободно вращаться, а может быть заблокирован при помощи обгонной муфты.

Полезная энергия в гидротрансформаторной трансмиссии расходуется на перелопачивание (и нагрев) масла гидротрансформатором. Также немало энергии «жрёт» насос, который создаёт рабочее давление в управляющих магистралях. Отсюда более низкий КПД. Именно по этой причине механические роботизированные коробки и вариаторы более предпочтительны.

Гидротрансформатор является идеальным демпфером крутильных колебаний и способен гасить сильные толчки, которые передаются от двигателя на трансмиссию и наоборот. Это, кстати, очень благоприятно сказывается на ресурсе двигателя, трансмиссии и ходовой части. Но хлопот гидротрансформатор тоже может принести массу. Например, он не позволяет завести автомобиль с «толкача».

Передача крутящего момента от двигателя к коробке передач осуществляется потоками рабочей жидкости (масла), которая отбрасывается лопатками насосного колеса на лопасти колеса турбинного. Между насосным колесом и турбиной обеспечены минимальные зазоры, а их лопастям придана специальная геометрия, которая формирует непрерывный круг циркуляции рабочей жидкости. Так что получается, что жёсткая связь между двигателем и трансмиссией отсутствует. Это обеспечивает работу двигателя и остановку автомобиля с включённой передачей, а также способствует плавности передачи тягового усилия.

Схема устройства гидротрансформатора

Масло в гидротрансформаторе двигается по такой вот замысловатой траектории. Чтобы увеличить скорость и повысить крутящий момент на турбинном колесе, реактор блокируется. Правда, при этом КПД передачи несколько снижается.

Надо сказать, что по описанной выше схеме работает гидромуфта, которая просто передаёт крутящий момент, не трансформируя его величину. Чтобы изменять момент, в конструкцию гидротрансформатора введён реактор. Это такое же колесо с лопатками, но оно, имея связь с картером (корпусом) коробки передач, не вращается (заметим, до определённого момента). Лопатки реактора расположены на пути, по которому масло возвращается из турбины в насос, и они имеют особый профиль. Когда реактор неподвижен (гидротрансформаторный режим), он увеличивает скорость потока рабочей жидкости, циркулирующей между колёсами. Чем выше скорость движения масла, тем выше его кинетическая энергия, тем она большее оказывает воздействие на турбинное колесо. Благодаря этому эффекту момент, развиваемый на валу турбинного колеса, удаётся значительно поднять.

Гидротрансформатор ZF и многодисковое сцепление Sachs, блокирующее насосное и турбинное колёса.

Представьте себе стандартную ситуацию — передача в коробке уже включена, а мы стоим на месте и жмём себе на педаль тормоза! Что происходит в этом случае? Турбинное колесо находится в неподвижном состоянии, а момент на нём в полтора-два раза выше (в зависимости от конструкции) того, что развивает двигатель на этих оборотах. Кстати, момент на выходном валу гидротрансформатора будет тем больше, чем будут выше обороты двигателя. Стоит отпустить педаль тормоза, и автомобиль тронется. Разгон будет продолжаться до тех пор, пока момент на колёсах не сравняется с моментом сопротивления движению машины.

Алюминиевый селектор управления автоматической трансмиссией BMW X5.

Когда турбинное колесо приближается по оборотам к скорости вращения насосного колеса, реакторное колесо освобождается и начинает вращаться вместе с двумя «напарниками». В этом случае говорят, что гидротрансформатор перешёл в режим гидромуфты. Так снижаются потери, и увеличивается КПД гидротрансформатора.

А поскольку в некоторых случаях надобность в преобразовании крутящего момента и скорости отпадает, в определённые моменты гидротрансформатор и вовсе может быть заблокирован при помощи фрикционного сцепления. Этот режим помогает довести КПД передачи практически до единицы, проскальзывание между лопаточными колёсами в этом случае исключено по определению.

Но представьте себе такую ситуацию. Вы едете по прямой с постоянной скоростью и вдруг начинаете подниматься в горку. Скорость автомобиля начнёт падать, а нагрузка на ведущие колёса увеличится. На это изменение тут же отреагирует гидротрансформатор. Как только станет уменьшаться частота вращения турбины, реакторное колесо начнёт автоматически затормаживаться, в результате скорость циркуляции рабочей жидкости возрастёт, что автоматически приведёт к увеличению крутящего момента, который будет передаваться на вал от турбинного колеса (читай на колёса). В некоторых случаях увеличившегося момента хватит для того, чтобы преодолеть подъём без перехода на низшую передачу.

Поскольку гидротрансформатор не может преобразовывать скорость вращения и передаваемый крутящий момент в широких пределах, к нему присоединяют многоступенчатую коробку передач, которая, вдобавок ко всему, способна обеспечить и реверсивное вращение (иными словами — задний ход). Те коробки, которые работают в паре с гидротрансформаторами, обычно включают в себя ряд планетарных передач и имеют много общего с привычными нам «ручными» коробками.

Когда передача работает в режиме повышения частоты, двигатель вращает водило. Выходной вал передачи при этом соединён с солнечной шестернёй, в это время кольцевая шестерня зафиксирована.Если кольцевую шестерню отпустить и в это время при помощи фрикциона её зафиксировать относительно водила, передача получится прямой.Передача получается понижающей в том случае, когда движок приводит в действие солнечную шестерню, и при этом водило зафиксировано. Мощность при этом снимается с кольцевой шестерни.

В механической коробке шестерни находятся в постоянном зацеплении, при этом ведомые — свободно вращаются на вторичном валу. Включая какую-либо передачу, мы механически блокируем соответствующую шестерню на ведомом валу. Работа автоматической коробки передач построена на таком же принципе. Но планетарные передачи (или редукторы) имеют некоторые интересные особенности. Они включают в себя несколько элементов: водило, сателлиты, солнечную и кольцевую шестерни.

Планетарная передача

Приводя во вращение одни элементы и фиксируя другие, такие редукторы позволяют менять передаточные отношения, то есть скорость вращения и передаваемое через планетарную передачу усилие. Приводятся планетарные передачи от выходного вала гидротрансформатора, а их соответствующие элементы фиксируются при помощи фрикционных лент или фрикционных пакетов (в механической коробке эту роль играют синхронизаторы и блокирующие муфты).

Планетарные передачи. Водило (1), сателлиты (2), шлицы солнечной шестерни (3).

Включается передача следующим образом. На фрикцион давит гидравлический толкатель, который в свою очередь приводится в действие давлением рабочей жидкости, той самой, что используется в гидротрансформаторе. Давление это создаётся специальным насосом, а распределяется оно между соответствующими фрикционами передач под неусыпным контролем электроники при помощи специальной системы электромагнитных клапанов — соленоидов в соответствии с алгоритмом работы коробки.

Пакеты фрикционов состоят из нескольких колец — неподвижных и подвижных. Они свободно вращаются друг относительно друга до тех пор, пока не возникнет необходимость включить передачу. Гидравлический толкатель зажмёт фрикционы тогда, когда в соответствующей магистрали будет создано рабочее давление. Подвижные элементы фрикциона, жёстко связанные, например, с водилом планетарной передачи, будут застопорены, водило остановится, передача включится.

Существенное отличие АКПП от обычных механических коробок заключается в том, что передачи в них переключаются практически без разрыва потока мощности. Одна выключилась, другая почти в тот же момент включилась. Сильные рывки при переключениях практически исключены, поскольку их гасит уже упомянутый выше гидротрансформатор. Хотя, надо отметить, современные коробки со спортивной настройкой не могут похвастать плавной работой. Толчки при их работе обусловлены более быстрой сменой передач: такой расклад позволяет отыграть некоторое количество времени при разгоне, но приводит к ускоренному износу фрикционов. На трансмиссии и ходовой части в целом это тоже сказывается не лучшим образом.

Автоматическая трансмиссия Audi Q7

В автоматических трансмиссиях первого поколения системы управления были целиком гидравлическими. В дальнейшем гидравлику оставили только в качестве исполнительной части системы управления, задавать же алгоритм работы стала электроника. Благодаря ей возможно реализовывать различные алгоритмы работы коробки — режим резкого ускорения, спортивный, экономичный, зимний…

Одна из последних разработок компании ZF — восьмиступенчатая гидромеханическая коробка передач. Как сообщают сами создатели, коробка позволяет экономить до 6% топлива по сравнению с аналогичными шестиступенчатым «автоматом» и 14% по сравнению с пятиступенчатым. Всё логично, большое количество передач позволяет увеличить время, при котором двигатель работает в наиболее «эффективном» режиме и удельный расход топлива минимален. Теряется время на лишние переключения? Совсем немного.

В спортивном режиме, например, тяга двигателя используется на все сто процентов. Включение каждой последующей передачи происходит при частотах коленчатого вала, близких к частотам, на которых развивается максимальный крутящий момент. При дальнейшем ускорении частота вращения коленчатого вала доводится до максимальных значений, при которых двигатель развивает максимальную мощность. И так далее. Автомобиль в этом случае развивает значительно большие ускорения по сравнению с теми, что осуществляются при работе «экономичной» или «нормальной» программ.

Управляющие клапаны гидравлического блока управления.

На большинстве современных автомобилей с автоматической трансмиссией те или иные алгоритмы управления активизируются в зависимости от манеры вождения. Электроника адаптирует работу тандема двигатель-трансмиссия самостоятельно. Компьютер, анализируя информацию от многочисленных датчиков, принимает решение о переключении передач в те или иные моменты, в зависимости от требуемого характера переключений. Если манера движения размеренная и плавная, контроллер делает соответствующие поправки, при которых двигатель не выводится на мощностные режимы работы, что положительно сказывается на расходе топлива. Как только водитель «занервничал» и начал чаще и резче нажимать на педаль газа, искусственный интеллект тут же понимает, что ускорения и разгоны нужно производить резвее, и силовой агрегат сразу же начнёт работать по «спортивной» программе. Если же водитель станет педалировать плавно, «умная» электроника переведёт коробку и двигатель в штатный режим работы.

Шестиступенчатая трансмиссия полноприводной Audi A8

Всё большее количество автомобилей оснащается коробками, в которых наряду с автоматическим предусмотрен и полуавтоматический режим управления. Здесь команды на переключение передач даёт водитель, а сами переключения обеспечивает система управления. Но это совсем не означает, что электроника позволит вам сильно разгуляться. Часто скорость перехода с одной передачи на другую в этом режиме увеличивают, но многие производители, заботясь о ресурсе силового агрегата, время переключений оставляют таким же, как в автоматическом режиме. Машиностроители называют эти системы по-разному — Autostick, Steptronic, Tiptronic.

Американцы любят устанавливать селектор автоматической трансмиссии на рулевую колонку. Европейцы и японцы ставят их на центральный тоннель.

Кстати, с недавних пор некоторые АКПП можно тюнинговать. А возможно это стало благодаря перепрограммированию блоков управления двигателем и коробки. В угоду скорости разгона в программе управления АКПП меняют моменты перехода с передачи на передачу и существенно сокращают время переключений.

На новом Mitsubishi Lancer управлять коробкой в ручном режиме можно и при помощи селектора, и посредством удобных магниевых подрулевых переключателей.

Электроника из года в год становится всё умнее. Компьютеры научили анализировать степень износа фрикционов и генерировать соответствующее давление, необходимое для включения каждой муфты. Регистрируя давление, можно прогнозировать степень износа фрикционных дисков, а следовательно, и коробки в целом. Блок управления постоянно контролирует исправность системы, записывая в свою память коды неисправностей тех элементов, в которых происходили сбои в процессе работы.

Четырёхступенчатая коробка и гидротрансформатор Hydra-Matic 2002 4T65-E (M76) концерна GM в составе силового агрегата устанавливаются на автомобиле поперечно.

В некоторых форс-мажорных случаях блок управления начинает работать по обходной программе. Обычно в аварийном режиме в коробке передач запрещаются все переключения, и включается какая-либо одна передача, как правило, — вторая или третья. Эксплуатировать, в этом случае автомобиль не рекомендуется (да и не получится), но доехать своим ходом до мастерской программа поможет.

Все типы коробок способны доставлять радость владельцам автомобилей своей службой при пробеге в 200 тысяч километров с лишним. Но есть одно «но» — безотказная работа возможна при правильной эксплуатации и регулярном квалифицированном ТО.

Режимы автоматической трансмиссии

«P» — parking. В этом режиме все передачи выключены, выходной вал КПП и «ветка» трансмиссии, связанная с ведущими колёсами, заторможены блокирующим механизмом коробки. При работающем двигателе ограничитель частоты вращения коленчатого вала срабатывает гораздо раньше, чем при разгоне. Такая «защита от дурака» не позволяет «перекручивать» мотор и без толку перелопачивать трансмиссионную жидкость.

«R» — reverse, по-русски — задний ход.

«N» — нейтраль. В этом режиме двигатель и ведущие колёса не связаны. Автомобиль может двигаться накатом, его можно также буксировать без вывешивания ведущей оси.

Режим «D» или «Drive» разрешает движение. В этом режиме смена передач осуществляется автоматически.

«S», «Sport», «PWR», «Power» или «Shift» — спортивный режим. Самый динамичный и самый расточительный. При разгонах двигатель «загоняется» в режим максимальной мощности. Скорость перехода с одной передачи на другую (в зависимости от конструкции и программы) может быть увеличена. Двигатель в этом случае всегда находится в тонусе, как правило, работая на оборотах, которые не ниже тех, на которых развивается максимальный крутящий момент. Забудьте об экономичности.

«Kick-down» — режим, в котором осуществляется переход на пониженную передачу для осуществления интенсивного ускорения, например, при обгоне. Резкий подхват происходит за счёт того что двигатель выводится в режим максимальной отдачи, и за счёт большего передаточного отношения понижающей передачи. Чтобы трансмиссия перешла в этот режим, по педали газа нужно хорошенько топнуть. В трансмиссиях более старшего поколения для срабатывания «кикдауна» нужно было обязательно нажать педаль газа, что называется, «в пол» до характерного щелчка.

При работе в режиме «Overdrive» или «O/D» повышающая передача будет включаться чаще, переводя двигатель на пониженные обороты. «Овердрайв» обеспечивает экономичное передвижение, но его активация может привести к существенной потере в динамике.

«Norm» реализует наиболее сбалансированный режим движения. Переключения на повышающие передачи, как правило, происходят по достижении средних оборотов и на оборотах несколько выше средних.

Если поставить селектор напротив «1» (L, Low), «2» или «3», ваша коробка не будет переходить выше выбранной передачи. Режимы востребованы в тяжёлых дорожных условиях, например, при движении по горным дорогам, при буксировке прицепа или другого автомобиля. В этом случае двигатель может работать в области средних и высоких нагрузок без перехода на повышающую передачу.

«W», «Winter», «Snow» — так называемый «зимний» режим работы АКПП. В целях предотвращения пробуксовки ведущих колёс трогание с места осуществляется со второй передачи. Дабы не спровоцировать лишние проскальзывания, переход с одной передачи на другую в этом случае тоже может осуществляться более мягко и при более низких оборотах. Разгон при этом может быть не слишком динамичным.

Наличие значков «+» и «-» определяет совсем не полюсность, а возможность ручного переключения передач. Разные производители «перемешивать» передачи позволяют по-разному: селектором управления АКПП, кнопками на руле или подрулевыми переключателями… В этом режиме электроника не позволит перейти на те передачи, которые, по её мнению, неуместны в данный момент. При работе со знаками «сложения» и «вычитания» скорость смены ступеней не будет выше той, что определена программой в режиме «Sport». Достоинство ручного режима — возможность действовать на опережение.

Что такое Гидротрансформатор и зачем он нужен?

Гидротрансформатор - устройство, необходимое автомобилям с автоматической коробкой передач для отделения трансмиссии от двигателя, заменяя сцепление.

Краткое описание


Гидротрансформатор дает возможность машинам с автоматической трансмиссией работать на холостых оборотах, благодаря полному отсоединению трансмиссии от двигателя. Располагается гидротрансформатор между двигателем и трансмиссией.

В данном устройстве для передачи движения от двигателя трансмиссии используется жидкость. При работе двигателя на малых оборотах (остановка на светофоре и т.д.) входящий крутящий момент мал, поэтому для удержания машины на месте достаточно лишь слегка удерживать педаль тормоза.

Внутри гидротрансформатор состоит из 4 элементов:

  • насос
  • турбина
  • реактор
  • трансмиссионная жидкость

 

Корпус гидротрансформатора прикреплен болтами к маховику двигателя, поэтому скорость его вращения равна скорости вращения двигателя. Плавники (они создают давление масла в гидротрансформаторе) так же  соединены с корпусом, поэтому их скорость вращения, тоже совпадает со скоростью работы двигателя.

 

Соединение гидротрансформатора  с трансмиссией и двигателем


Принцип работы насоса в гидротрансформаторе основан на принципе работы центрифуги. Когда происходит вращение гидротрансформатора, то жидкость отбрасывается наружу, создавая разреженное давление в центре и притягивая, тем самым, жидкость к центру. Все это очень напоминает принцип действия стиральной машины, в которой белье и вода прижимаются к стенкам барабана.

Жидкость попадает на лопасти турбины, соединенной с трансмиссией. Таким образом турбина вызывает вращение трансмиссии и машина начинает движение.

 

Достоинства и недостатки наличия гидротрансформатора


Современные гидротрансформаторы могут обеспечивать увеличение крутящего момента в 2-3 раза. Добиться этого возможно только если двигатель работает гораздо быстрее гидротрансформатора.

При движении с высокой скоростью частота вращения трансмиссии уравнивается с частотой работы двигателя. Разница скоростей вращения ведет к потере энергии. Эта причина приводит к перерасходу топлива (по сравнению с машинами с механическими трансмиссиями).

Для устранения данного эффекта в  некоторые машины дополнительно к  гидротрансформатору устанавливают блокировочную муфту. Когда обе половины гидротрансформатора набирают скорость, эта муфта соединяет их жестко, ликвидируя возможные потери производительности.

 

Гидротрансформатор АКПП | Признаки неисправности

По мере развития технологии конструкция усложнялась и модернизировалась. В настоящее время трансформатор на автоматической коробкой передач выполняет функции сцепления. То есть во время приключений передач данный элемент размыкает связь коробки с двигателем. Сразу же после включения повышающей или понижающей передачи гидротрансформатор берет на себя часть крутящего момента, что позволяет обеспечить максимально плавное переключение ступеней.

 

Принцип работы | Общая информация | Устройство |

Конструкция гидротрансформатора для автоматической коробки передач состоит из трёх колец с лопастями. Все три кольца согласно вращаются и располагаются в одном корпусе. Внутри корпуса находится рабочая жидкость, которая позволяет смазывать и охлаждать подвижные элементы. Насаживается гидротрансформатор на коленчатый вал, и далее соединяется непосредственно с коробкой передач. Рабочая жидкость нагнетается внутрь корпуса устройства при помощи специальной помпы. Помпа позволяет обеспечить необходимое давление, а при проблемах с герметичностью конструкции появляются активные утечки рабочей жидкости, что в свою очередь приводит к повреждению механических вращающихся элементов.

 

Современные гидротрансформаторы, которые используются на автомобилях с АКПП, имеют полностью компьютерное управление, а многочисленные датчики следят за давлением и скоростью движения валов внутри ядра трансформатора. Необходимо сказать, что подобное усложнение конструкции привело к снижению надёжности устройства и на устройство гидротрансформатора в целом. В особенности на эксплуатационный срок и показатели надёжности сказывается эксплуатация в максимально жёстких режимах, что характерно для современных автомобилей.

 

Работа гидротрансформатора Видео

 

Контроль работы гидротрансформатора и его оптимизация с работой коробки передач выполняется при помощи специального блока управления. Это полностью автоматическая система управления получает данные с многочисленных датчиков, установленных в коробке и самом гидротрансформаторе. При появлении каких-либо проблем в работе устройства автоматика выводит сообщение об ошибке. В отдельных случаях может отмечаться полная блокировка работы гидротрансформатора, что приводит к отключению двигателя при изменении режимов работы коробки. Также  необходимо отметить, что большинство поломок трансформаторов происходит на механическом уровне. Поэтому при выполнении диагностики автомобиля точно определить характер и место поломки затруднительно. Необходимо разбирать повреждённый элемент и визуально проводить его осмотр. Только так возможно определить имеющуюся поломку.

 

 

Инженеры ведущих автопризводителей постоянно проводят изыскания, которые должны позволить повысить показатели надёжности техники и устранить проблемы в работе данного устройства. Появление новых конструкторских разработок позволяет существенно модернизировать гидротрансформатор, который сегодня может с легкостью использоваться на автомобилях, оснащенных дизельными моторами. Для таких дизельных моторов характерен высокий показатель крутящего момента. Если ранее трансмиссии с трудом справлялись с высокими показателями крутящего момента и достаточно быстро выходили из строя, то сегодня существенным образом повысилась надёжность автоматических коробок передач и гидротрансформаторов.

 


Гидротрансформатор АКПП устройство

 

Теоретически срок эксплуатации гидротрансформатора совпадает с эксплуатационным сроком автоматической коробки передач. Однако, как и любой другой механический элемент, он может выходить из строя и требовать ремонта. В отдельных случаях необходимо проводить полную замену гидротрансформатора, что приводит к существенным расходам автовладельца на ремонт гидротрансформатора.

 

Гидротрансформатор АКПП Признаки неисправности

Опишем основные симптомы поломок гидротрансформаторов, которые должны являться поводом для скорейшего обращения в специализированные ремонтные мастерские.

 

1 При переключении передач может быть слышен лёгкий механический звук. При увеличении оборотов и под нагрузкой механический звук исчезает. Подобное может свидетельствовать о проблемах с опорными подшипниками. Необходимо разбирать гидротрансформатор и оценивать состояние подшипников.

 

2 В скоростном диапазоне от 60 до 90 километров в час может отмечаться лёгкая вибрация. По мере ухудшения проблем с гидротрансформатором вибрация будет увеличиваться. Подобное может быть вызвано тем, что продукты износа рабочей жидкости могут забивать масляный фильтр. В данном случае ремонт гидротрансформатора заключается в замене масляного фильтра и рабочей жидкости гидротрансформатора. Как правило, требуется провести одновременно замену масла в самом моторе и коробке передач.

 

3 Наличием проблем с динамикой автомобиля свидетельствует о выходе из строя так называемой обгонной муфты. В данном случае необходимо разбирать гидротрансформатор и менять вышедшую из строя муфту.

 

4 Остановка автомобиля без возможности продолжения движения свидетельствует о повреждении шлица на турбинном колесе. Устранение неисправности заключается в установке новых шлицов или же замене всего турбинного колеса.

 

5 Появление характерного шуршащего шума при заведённом автомобиле свидетельствует о проблемах с подшипником, которые располагаются между турбинным или же реакторным колесом и крышкой гидротрансформатора. При движении такой шуршащий звук может полностью исчезать. В данном случае вам необходимо как можно раньше обратиться в сервисный центр и провести ремонтные работы. В большинстве случаев необходимо будет провести замену повреждённых игольчатых упорных подшипников. Стоимость такого ремонта неисправности гидротрансформатора не слишком высока.

 

6 При переключении передач может быть слышен громкий металлический стук. Подобное свидетельствует о деформации и выпадении лопаток. Ремонт заключается в замене повреждённого колеса в гидротрансформаторе.

 

7 Необходимо регулярно проверять состояние масла в гидротрансформаторе и коробке передач. При появлении на масляном щупе коробки передач алюминиевой пудры необходимо выполнить проверку муфты свободного хода, которая изготовлена из алюминиевого сплава. В большинстве случаев появления такой пудры на щупе свидетельствует о проблеме в "бублике" и износе торцевой шайбы.

 

8 На работающем стоящем автомобиле в районе коробки передач может появляться характерный запах плавящейся пластмассы. Подобное происходит по причине перегрева гидротрансформатора и плавления полимерных элементов и деталей данного устройства. Перегрев гидротрансформатора может возникать по нескольким причинам. В первую очередь это проблемы со смазкой. Так, например, при падении уровня масла отмечаются характерные признаки голодания коробки и гидротрансформатора. Также могут отмечаться проблемы с системой охлаждения акпп, которая не может качественно охлаждать масло в забитом теплообменнике. Ремонт в данном случае заключается в замене масла и проверке работоспособности системы охлаждения смазки.

 

9 При переключении передач или же при смене режимов работы коробки двигатель может глохнуть. Подобное свидетельствует о выходе из строя управляющей автоматики, которая блокирует работу гидротрансформатора. Ремонт заключается в замене вышедшего из строя блока управления.

Необходимо отметить тот факт, что каких-либо конкретных признаков неисправности гидротрансформатора нет. Поэтому в отдельных случаях специалисты сервисного центра не могут сразу определить признаки и характер поломки. Все это приводит к увеличению расходов на ремонт и неизменному простою автомобиля в сервисе.

 

Ремонт гидротрансформатора

Несмотря на кажущуюся сложность, ремонт гидротрансформатора не представляет особой сложности и может быть выполнен автовладельцем самостоятельно. Единственный нюанс состоит лишь в демонтаже гидротрансформатора с коробки передач. В данном случае необходимо использовать специальный ремкомплект, который позволит провести демонтажные работы. При проведении ремонтных работ корпус устройства  разрезается, после чего проводится проверка состояния гидротрансформатора. Именно поэтому при ремонтных работах необходимо заменять не только уплотняющие кольца, но и сам корпус устройства. При ремонтных работах проводится замена сальника и уплотнительных колец. Использовать старые, пускай даже хорошо сохранившиеся, кольца и сальники запрещается. В отдельных случаях возможна сварка корпуса гидротрансформатора, что позволяет добиться полной герметичности устройства. После завершения работы вам необходимо установить отремонтированное устройство на коробку передач и провести балансировочные работы.

 

 

Необходимо отметить, что при определённых видах поломок гидротрансформатора его ремонт и замена вышедших из строя элементов нецелесообразна с экономической точки зрения. Куда проще приобрести новые устройства и установить его вместо повреждённого элемента.

 

Ремонт гидротрансформатора Видео

 

Как вы можете видеть, ремонт гидротрансформатора относительно несложен. Однако без соответствующей подготовки и опыта работы по ремонту автомобиля провести его самостоятельно не представляется возможным. Поэтому если вы сомневаетесь в своих силах, лучше всего обратиться к профессиональным специалистам. Стоимость нового гидротрансформатора может составить порядка тысячи долларов в зависимости от марки автомобиля.

Ремонт гидротрансформатора - Это важно знать

Гидродинамический трансформатор ("Гидротрансформатор" или "ГДТ") - это герметично заваренный узел, передающий крутящий момент от двигателя - к автоматической трансмиссии при помощи двух вращающихся в масле турбин. Раньше этот узел носил название гидромуфта, потому что не трансформировал вращение в дополнительный момент, а лишь соединял как муфта (сцепление) двигатель с колесами.

Название "Гидротрансформатор" или Torque Converter произошло от того, что при разгоне происходит примерно 2-х кратное увеличение вращающего момента за счет такого-же кратного уменьшения скорости вращения. Чем выше скорость (и меньше ускорение) - тем меньше эта кратность.

Немного об истории Гидротрансформатора:

  • Первая гидромуфта была изобретена в 1902 году и установлена в 1907-м на скоростном судне.
  • В 1928 году фирма "Lysholm-Smith" первой применила гидромуфту для автобусов.
  • В 1940 году гидромуфтами стали оснащаться первые легковые авто Oldsmobile.
  • А с 1946-47 годов – гидромуфта стала использоваться серийно в производстве автомобилей (США).

Для чего нужен Гидротрансформатор в АКПП?

ГДТ позволяет отказаться от педали сцепления, обеспечивает плавность разгона и как дополнительная опция - увеличивает крутящий момент при разгоне, также позволяет двигателю работать во время остановки при включенной передаче. Это можно увидеть на примере двух вентиляторов (один из которых включен вращение передается от работающего вентилятора к не работающему. На этом примере наглядно виден основной принцип работы гидротрансформатора.

Гидротрансформатор осуществляет гидравлическое сцепление между двигателем и автоматической коробкой передач. В отличии от механического сцепления в МКПП, ГДТ передает крутящий момент от ведущего вала к ведомому не через механическое трение фрикционов, а посредством гидравлического давления масла. Как ветер вращает крылья мельницы. Наглядно о принципе работы ГДТ рассказывают многочисленные видео.

Когда скорости вращения входного и выходного валов сравняются (а это конструктивно наступает после 60-70 км/ч), включается механическая блокировка ГДТ, с помощью фрикционной накладки вращение масла останавливается, а валы двигателя и трансмиссии соединяются напрямую. Гидротрансформатор в этом режиме выключается и передает уже 100% вращения. Сравнимо с отжиманием сцепления после переключения скорости.

Фактически, пока ГДТ работает - он тратит кинетическую энергию двигателя на вращение масла и как следствие - на нагрев масла от трения. А в момент, когда он блокируется - истирается накладка и эта пыль вымывается маслом. Эти две побочных функции ГДТ и являются главными проблемами, которые влияют на жизнь автоматической трансмиссии.

КПД Гидротрансформаторов.

- Средний КПД типичных 3-х и 4-х ступенчатых АКПП 20-го века при режиме "городской езды" составлял от 75 до 85%. ГДТ выключался на скорости ок. 60 км/час. В момент, когда включается блокировка - КПД агрегата сразу подтягивается к 100%. Пока нагрузку от двигателя к трансмиссии передает вращающееся масло - КПД этого узла составляет около 60-70%.

Чем быстрее включается блокировка - тем выше средний КПД автомата.

В последних конструкциях 5-ти и 6-ти ступенчатых АКПП с введением интеллектуальной электронной системы управления и линейных соленоидов средний кпд ГДТ удалось довести до рекордных 94-95%.

Оптимизация достигается за счет того, что муфта блокировки подключается так рано, как это возможно (иногда уже со 2-й скорости) и разблокируется как можно позднее при снижении скорости. Практически приближаясь к режиму работы педали сцепления на МКПП.

Регулируемое проскальзывание муфты

"Режим регулируемого проскальзывания" фрикциона блокировки - это режим, когда фрикцион (или несколько - по моде введенной Мерседесом) управляемый тонконастроенным линейным соленоидом и компьютером поджимается на такое расстояние к корпусу, что между ними остается тончайшая пленка масла, которая достаточна для проскальзывания и отвода температуры от трущейся поверхности, но заставляет корпус вращаться. Очень похоже на проскальзывание сцепления при агрессивном разгоне с МКПП или на регулируемое притормаживание колес.

Таким образом фрикцион совместно с крыльчатками турбин раскручивает вал трансмиссии, что кроме увеличения КПД, приводит к дополнительному нагреву и загрязнению масла продуктами износа этого фрикциона.

Если раньше разгонял машину поток масла между крыльчатками турбин, а муфта блокировки только помогала, то в ГДТ 21-го века все чаще разгоняют машину фрикционы "проскальзывающие" с тончайшими зазорами, заполненными маслом, а турбины - только помогают. Идея, придуманная фирмой Мерседес, используется и в современных 7-ми и 8-ми ступенчатых АКПП.

То есть введено революционное изменение самого принципа работы фрикциона. Если фрикционы 20-го века работали в режиме Он-Офф (сцепление происходило как можно короче и с небольшим толчком, чтобы ускорить переключение передач), то новый принцип включения и новые фрикционы ГДТ привели к тому, что блокировка ГТД стала работать по принципу тормозных колодок колеса. То есть с тонкой регулировкой силы и времени сцепления.

Это привело к таким особенностям:

1. Материал нагруженной накладки фрикциона теперь стал не тот, что был у "лениво" работающих бумажных фрикционных накладок 4-х ступок, а - графитовые "хай-энерджи" составы, отличающиеся износо- и температуро-стойкостью и клейкостью. И эти суперстойкие и суперклейкие микрочастицы, оторвавшиеся от фрикциона путешествуют вместе с маслом и "набрызгом" ввариваются-вклеиваются во все неудобные места, начиная от деталей гидротрансформатора, кончая деталями и каналами гидроблока и соленоидов.

2. Полуистертый фрикцион все хуже держит контакт и все сильнее проскальзывает, еще сильнее нагревая корпус "бублика" и масло. А компьютер не понимает, что фрикцион стерт и продолжает заставлять его работать с длительном проскальзывании, что приводит к быстрому перегреву масла, а соответственно и трансмиссии.

Так на первом месте по колличеству ремонтов с большим отрывом стоят бублики 5HP19, которые почти всегда приходят в ремонт с изношенным до металла фрикционом и перегретым хабом привода маслонасоса. Этот участок конструкции приходится вырезать и вваривать новый. Довольно сложная и ответственная работа. (справа)

2А. Самое неприятное последствие от изнашивающегося фрикциона - это его остатки, то есть клеевой слой, с помощью которого накладка приклеивается к металлу. Именно частицы клея фрикциона наиболее вредны для гидроблока и клапанов-золотников.

3. Перегретое масло (свыше 140 градусов) за несколько суток работы убивает резину сальников и уплотнителей и остатки фрикциона. И хотя в новых 6-ти ступенчатых АКПП немецких и американских производителей вместо приклеиваемой на тело поршня фрикционной накладки стали использовать настоящие фрикционные диски с карбоном (см. выше), перегретый фрикцион также истирается и быстро загрязняет масло мельчайшими частицами фрикционного материала. Поэтому плановые замены фрикционов гидротрансформатора - стали обязательной регламентной работой на всех АКПП Мерседеса и коробок производства фирмы ZF.

Получается, что качество внутренних поверхностей ГДТ напрямую влияет на:

  • динамические характеристики разгона и потери мощности
  • на нагрев масла,
  • на загрязнение масла

и поэтому сейчас ремонт гидротрансформатора с резкой корпуса превратился в регламентную операцию, которую необходимо производить, чтобы заменить полустертый фрикцион и очистить все узлы и сочленения. Очистить этот нагар с помощью жидкостей практически невозможно. Очистка гидротрансформатора без вскрытия это - хобби.

Возрастные АКПП, пережившие период работы с горелым маслом, нуждаются в капремонте ГДТ как непременном условии продления ресурса трансмиссии.

Что изнашивается в гидротрансформаторах?

Проблемы ГДТ можно представить как пирамиду:

Самая распространенная причина, вызывающая необходимость ремонта гидротрансформаторов (низ пирамиды) - износ Фрикционной накладки Поршня блокировки ГДТ - тормоза.

При ремонте старую накладку удаляют, очищают место установки от остатков клея и наклеивают новую фрикционную накладку сцепления.

Без этой накладки или работе со "съеденным" фрикционом гидротрансформатор вполне может выполнять свои функции и мало кто замечает разницу в задержке блокировки, или ее нештатной работе, или перегреве масла.

Но если накладку вовремя не заменить, то отслоившиеся остатки фрикциона и клеевого состава попадают в масло и забивают каналы гидроплиты ("мозги"), приводя к цепной реакции масляного голодания - нагрева - износа - сгорания муфт, ступиц и втулок и т.д.

Гидротрансформаторы 21 века

Что касается нового поколения ГДТ (например для 6-ти ступенчатых АКПП), работающих при температуре 120-130 градусов, где активно используется "режим проскальзывания" , то там возникла новая проблема: Фрикционная накладка уже не приклеивается к поршню , а сама стала сменяемым фрикционным диском (слева), потому что изнашивается теперь быстрее других расходников. Но кроме того, что она изнашивается, она еще загрязняет масло новым материалом - графитовой пылью.

Графитовый фрикцион - гораздо более термо- и износо-стоек и долговечен, чем бумажный, но обладает и совершенно другими абразивными свойствами и "прилипаемостью". А это катастрофически быстро изнашивает тонкие места гидроблока и соленоидов. Каждые 100-150 ткм этот фрикцион ГДТ на разных 6-ти (и выше) ступенчатых АКПП часто приходится менять (В основном - ZF и Mercedes). Чем сильнее надавлена педаль газа, тем больше "заслуга" фрикциона для разгона машины.

Новые гидротрансформаторы для мощных авто имеют два режима работы: Спокойный. Когда нагружена в основном старая добрая пара турбин, разгоняющая машину с помощью вихря масла, а фрикционы блокировки подключаются только для блокировки разовым быстрым замыканием.

И Агрессивный режим. Когда в дело вступают фрикционы, отодвигая в сторону турбины и истираясь тянут колеса за ревущим многолитровым двигателем. Представьте площадь этих "проскальзывающих" фрикционов ГДТ и силу тяги двигателя!

Материалы для этого инновационного графитового (или кевларового) фрикциона много раз модифицировались (щадя масло и гидроблок) и сейчас имеются несколько их типов: HTE, HTS, HTL, XTL. для разного момента, разных настроек компьютера для различных температурных режимов и т.д.

Более редкие проблемы:

  • поломки лопастей колес. (случается не так часто, но приводит к поломке ГДТ). Определяется только при вскрытии.
  • перегрев и разрушение ступицы ГДТ. Заметно при осмотре.
  • разблокировка обгонной муфты, (случается не часто, проверка)
  • полное заклинивание обгонной муфты; (случается не часто, проверка)
  • Замена изношенных подшипников. (случается не часто, но при их поломке разрушается сам ГДТ, проверка)
  • замена сгоревшего хаба, передающего вращение трансмиссии.

Какие работы производятся при разборке ГДТ ?

1. Чтобы выполнить разборку агрегата, требуется срез сборочного сварного шва, соединяющего половинки ГДТ на высокоточном токарном станке, и только после этого производится диагностика и замена деталей.

При разборке производятся все описанные выше дефектовки и замены, а также очистка всех деталей от налета грязи.

2. В сборку гидротрансформаторов входит высокоточная сварка корпуса , проверка на герметичность, радиальное и осевое биение.Зтем производится балансировка ГТД.

Для этих процессов уже недостаточно распространенного заводского токарного или сварочного оборудования. От качества и точности обработки зависит ресурс работы этого сложного узла АТ и все это требует организации специализированного цеха, поставки запчастей и расходников, большого опыта специалистов - системы отдельного бизнеса.

Отремонтированные нашими партнерами ГДТ имеют минимально возможный процент брака и как правило ходят еще до 70-80% своего первоначального ресурса. И почти всегда ремонт оказывается дешевле замены ГДТ, Хотя изредка ( в одном случае из 100) случается, что ГДТ дороже ремонтировать, чем заменить.

О необходимости своевременного ремонта ГДТ не стоит убеждать того, кто уже один раз "попал" на капремонт автомата.

Признаки выхода из строя ГДТ

Обычно это:

  • посторонние вибрации и звуки,
  • рывки при переключении передач, особенно в районе 60-70 км/ч - или двигатель перестает тянуть после набора скорости или до нее тянет необычно долго, протечки масла итд.

Практически невозможно без спецоборудования определить смерть фрикциона ГДТ, что чаще всего и является причиной выхода из строя гидроблока АКПП и как следствие и самой трансмиссии.

Чем мощнее автомобиль, тем короче средний срок службы ГДТ до капремонта.

В ремонт идут обычно гидротрансформаторы легковых автомашин. Но изредка встречаются в ремонте и гидротрансформаторы грузовиков большого диаметра (св 35 см)

Ниже - любопытная сравнительная статистика (2009-2012 год) по популярности гидротрансформаторов в ремонте:

Принцип работы гидротрансформатора

20.05.2010

Краткий обзор гидротрансформатора

Крутящий момент, создаваемый двигателем, передается к автоматической коробке передач посредством гидротрансформатора. В этом разделе описывается, как элементы гидротрансформатора создают гидравлическую связь, увеличивают крутящий момент при низких значениях скорости и устанавливают прямую механическую связь с двигателем при высоких значениях скорости.

Гидротрансформатор обеспечивает гидравлическую связь между коленчатым валом двигателя и коробкой передач. Гибкая пластина крепится болтами к задней части коленчатого вала, а гидротрансформатор, в свою очередь, крепится болтами к гибкой пластине.

Трансмиссионная жидкость для автоматической коробки передач (ATF), находящаяся в гидротрансформаторе, передает вращательное движение коленчатого вала к первичному валу коробки передач. Гидротрансформатор вращается всегда, когда работает двигатель.

Простой гидротрансформатор имеет три основных элемента: лопастное колесо, статор (или направляющий аппарат) и турбину. Большинство современных гидротрансформаторов также имеют муфту, служащую для блокировки гидротрансформатора при соответствующих рабочих условиях автомобиля.

Трехэлементный гидротрансформатор

При работающем двигателе и гидротрансформаторе, не заполненном трансмиссионной жидкостью, первичный вал вращаться не будет. Однако, когда гидротрансформатор заполняется трансмиссионной жидкостью, вал будет не просто вращаться, он будет вращаться с силой, достаточной для приведения в движение внутренних элементов коробки передач, которые создают движущую силу автомобиля. Поэтому, трансмиссионная жидкость, находящаяся в гидротрансформаторе, обеспечивает связь между двигателем и коробкой передач.

В простом трехэлементном гидротрансформаторе нет никакой механической связи между секцией гидротрансформатора, приводимой в движение от двигателя, и первичным валом коробки передач. Двигатель с первичным валом связывает только трансмиссионная жидкость, находящаяся в гидротрансформаторе. В главах, данных на следующих страницах, описывается каждый элемент гидротрансформатора и объясняется, как обеспечивается гидравлическая связь.

Лопастное колесо

Если вы знакомы с конструкцией водяных насосов автомобиля, то уже знаете, что такое лопастное колесо. Лопастное колесо в водяном насосе - это ступица с лопастями, которая вращается на вале. Когда работает двигатель, вращающиеся лопасти лопастного колеса заставляют охлаждающую жидкость циркулировать по каналам охлаждающей жидкости и через радиатор.

Лопастное колесо гидротрансформатора работает аналогично. Вращающееся лопастное колесо за счет возникновения центробежной силы заставляет трансмиссионную жидкость циркулировать. Трансмиссионная жидкость вовлекается лопастями во вращательное движение, и по мере увеличения своей скорости уходит от центра лопастного колеса.

Т.к. жидкость стремится наружу, лопасти несут ее в направлении верхней кромки лопастного колеса. Когда скорость лопастного колеса увеличивается, трансмиссионная жидкость получает импульс движения, достаточный для того, чтобы уйти с краев лопастей и из лопастного колеса. Трансмиссионная жидкость выходит из лопастного колеса с силой, достаточной для приведения в движение первичного вала коробки передач, но при условии того, что сила правильно направлена.

Турбина

Турбина гидротрансформатора по конструкции аналогична лопастному колесу. Т.е. турбина - это ступица с лопастями (или лопатками). Такая конструкция нужна для того, чтобы турбина улавливала трансмиссионную жидкость, сбрасываемую лопастным колесом.

Когда рабочая жидкость сбрасывается с лопастного колеса, лопатки турбины подхватывают ее, заставляя течь к центру турбины. Эта сила вращает турбину до того момента, как жидкость пойдет обратно через центр турбины в направлении лопастного колеса.

Сила трансмиссионной жидкости, ударяющейся о лопатки турбины, зависит от частоты вращения коленчатого вала двигателя. Чем быстрее вращается коленчатый вал, тем большее количество силы передается жидкостью от лопастного колеса к турбине. Когда двигатель работает в режиме холостого хода, рабочая жидкость не имеет достаточно силы, чтобы вращать турбину, преодолевая удерживающее усилие тормозов. Жидкость просто циркулирует от лопастного колеса к турбине и обратно.

Трансмиссионная жидкость уходит от лопастного колесо в направлении по часовой стрелке, а возвращается к нему от турбины в направлении против часовой стрелки.

Статор (направляющий аппарат)

Статор (или направляющий аппарат) располагается между турбиной и лопастным колесом. Назначение статора гидротрансформатора - изменять направление потока трансмиссионной жидкости, когда она перемещается от центра турбины к центру лопастного колеса.

Жидкость течет от лопастного колеса к турбине в направлении по часовой стрелке. Однако, когда жидкость проходит через турбину, ее направление изменяется на противоположное - против часовой стрелки.

Если бы трансмиссионной жидкости было разрешено вернуться к лопастному колесу в направлении против часовой стрелки, это вызвало бы противодействие потока жидкости вращению лопастного колеса, тем самым уменьшая эффективность нагнетания лопастного колеса. Лопастное колесо должно было бы тратить часть крутящего момента, который оно получает от двигателя, на изменение направления потока жидкости.

Когда статор изменяет направление потока трансмиссионной жидкости, чтобы лопастное колесо вращалось в направлении по часовой стрелке, никакой крутящий момент не тратится впустую. Фактически жидкость с измененным направлением вращения помогает воздействовать на лопастное колесо, тем самым увеличивая крутящий момент.

Статор состоит из нескольких лопастей, подсоединенных к ступице, которая закреплена на муфте одностороннего действия.

Муфта в сборе имеет внутреннюю и наружную обоймы с двумя дорожками, разделенными подпружиненными роликами. Внутренняя обойма располагается на шлицевой опоре статора, которая проходит из коробки передач в гидротрансформатор. Т.к. внутренняя обойма имеет шлицевое соединение с опорой статора, она зафиксирована и не может вращаться.

Наружная обойма устанавливается над внутренней обоймой. Внутренняя и наружная обоймы разделяются подпружиненными роликами. Ролики располагаются в клиновых зазорах, образованных наклонными плоскостями, сделанными в наружной обойме. При наличии пружин ролики удерживаются напротив суженных концов клиновых зазоров.

Ролики, клиновые зазоры и дорожки позволяют наружной обойме вращаться только в одном направлении. Когда статор вращается по часовой стрелке, каждый ролик перемещается в расширенный конец клинового зазора, преодолевая усилие пружины, тем самым позволяя статору вращаться. Если статор вращается в противоположном направлении, пружина толкает каждый ролик внутрь клинового зазора, где он заклинивается между двумя дорожками. Когда ролики заклиниваются, статор стопорится относительно внутренней обоймы и не может вращаться.

Возврат потока трансмиссионной жидкости

Поток трансмиссионной жидкости, направленный против часовой стрелки, покидая турбину, перед достижением лопастного колеса проходит через лопасти статора. За счет кривизны лопастей статора направление потока жидкости полностью изменяется.

Изменение направления позволяет трансмиссионной жидкости входить в лопастное колесо и присоединяться к жидкости, текущей вдоль его лопастей. Первое преимущество статора заключается в том, крутящий момент двигателя не затрачивается впустую за счет способности статора изменять направление потока. Второе преимущество заключается в том, что жидкость входит в лопастное колесо в направлении, которое позволяет "помогать толкать" лопасти лопастного колеса.

Увеличение крутящего момента

Влияние статора приводит к тому, что трансмиссионная жидкость, входящая на лопастное колесо, уже находится в движении. Жидкость не должна разгоняться из неподвижного состояния. Она попадает на лопасти, где ускоряется. Ускорение прогоняет жидкость через лопастное колесо и отбрасывает ее к турбине со значительно увеличенной силой.

Благодаря этому эффективному управлению жидкостью, крутящий момент турбины становится больше, чем крутящий момент двигателя. Фактически крутящий момент увеличивается.

Увеличение крутящего момента статором возможно только в том случае, когда имеется большая разница в скорости между лопастным колесом и турбиной. Чем больше разница в скорости между этими двумя элементами, тем больше увеличение крутящего момента.

Увеличение крутящего момента

Муфта одностороннего действия статора играет важную роль в увеличении крутящего момента. Трансмиссионная жидкость, циркулирующая между лопастным колесом и турбиной, называется вихревым потоком. Этот поток существует только в том случае, когда имеется разница в частоте вращения между лопастным колесом и турбиной.

Самая большая разница скорости между этими двумя элементами имеет место, когда автомобиль в первый раз разгоняется из неподвижного состояния. В этот момент лопастное колесо вращается, а турбина - нет. Вследствие наличия большой разницы в скорости вихревой поток и увеличение крутящего момента - максимальны. Вихревой поток, проходящий через лопасти статора, пытается вращать статор против часовой стрелки. Когда это происходит, ролики муфты уходят в клиновые зазоры и блокируют статор относительно его опоры.

Когда автомобиль ускоряется, турбина постепенно приобретает скорость относительно лопастного колеса. В конечном счете турбина ускоряется вплоть до того момента, когда трансмиссионная жидкость начинает течь в одном направлении (по часовой стрелке).

Т.к. центробежная сила уменьшает вихревой поток, увеличение крутящего момента также уменьшается. Наконец, когда скорость турбины достигает приблизительно 90 процентов от скорости лопастного колеса, гидротрансформатор достигает фазы "сцепления". В этой фазе гидротрансформатор просто передает крутящий момент от двигателя через "гидравлическую муфту" к первичному валу коробки передач.

Связь не обязательно имеет место при определенной скорости движения. Например, автомобиль может перемещаться при стабильной скорости с гидротрансформатором, связанным с коробкой передач. Если водитель резко ускоряет автомобиль, чтобы обогнать другой автомобиль, более быстрое вращение двигателя приводит к увеличению скорости лопастного колеса, заставляя его вращаться быстрее, чем турбина. При значительной разнице в скорости между лопастным колесом и турбиной снова происходит увеличение крутящего момента (и вихревого потока) вплоть до того момента, когда турбина не начинает вращаться со скоростью лопастного колеса.

Когда скорость турбины увеличивается, а вихревой поток уменьшается, вращательное усилие, действующее на статор, реверсируется. Ролики муфты уходят из клиновых зазоров, отпуская муфту и позволяя статору вращаться свободно (по часовой стрелке). Направление потока трансмиссионной жидкости, ударяющейся о лопасти статора, также изменяются. Вместо течения к передней части лопастей статора, жидкость ударяется о заднюю часть лопастей. Если бы муфта не отпускала статор, его лопасти генерировали бы турбулентность потока, что значительно уменьшило бы эффективность гидротрансформатора.

Гидравлическая и механическая связь

Т.к. гидротрансформатор не имеет прямой механической связи с двигателем, он теряет некоторый крутящий момент двигателя вследствие наличия проскальзывания трансмиссионной жидкости. Скорости и нагрузки, прикладываемые к жидкости, заставляют лопастное колесо и лопатки турбины в некоторой степени проскальзывать в жидкости.

Это проскальзывание вызывает определенную потерю эффективности, особенно при более высоких значениях скорости автомобиля. Коленчатый вал двигателя может вращаться быстрее, чем турбина или вторичный вал, таким образом топливо тратится впустую. Чтобы исключить эту потерю эффективности, многие гидротрансформаторы обеспечивают прямую механическую связь (называемую блокировкой гидротрансформатора) между двигателем и коробкой передач. В режиме блокировки турбина и лопастное колесо вращаются с одинаковой скоростью. Нет никакого проскальзывания жидкости, что помогает уменьшать выделение тепла.

Блокирующийся гидротрансформатор - это один из самых распространенных способов обеспечения механической связи.

Блокирующийся гидротрансформатор механически связывает турбину с крышкой гидротрансформатора при различных значениях рабочей скорости, в зависимости от модели автомобиля и условий движения. Крышка механически крепится болтами к двигателю. В режиме блокировки крышка гидротрансформатора приводит в движение турбину. Гидравлическая связь исключается, а двигатель и турбина механически блокируются вместе, напрямую приводя в движение первичный вал коробки передач.

Блокирующийся гидротрансформатор требует, чтобы муфта сцеплялась и расцеплялась, обеспечивая и убирая механическую связь между двигателем и крышкой гидротрансформатора. Два основных типа муфты гидротрансформатора - это центробежная муфта и гидравлически активизируемая муфта гидротрансформатора.

Центробежная муфта гидротрансформатора использовалась главным образом до 1990 года. На современных автомобилях используется преимущественно гидравлически активизируемая муфта.

Центробежная муфта

Центробежная муфта имеет шлицевое соединение с турбиной через муфту одностороннего действия. Когда скорость автомобиля увеличивается, гидравлически активизируемая турбина и блокирующая муфта, соединенная с ней посредством шлицевого соединения, вращаются с увеличивающейся скоростью. Центробежная сила, воздействующая на колодки муфты, увеличивается, когда муфта вращается все быстрее и быстрее.

Когда турбина и блокирующая муфта начинают вращаться достаточно быстро, центробежная сила заставляет колодки муфты расходиться наружу до тех пор, пока они не войдут в контакт с внутренней поверхностью крышки гидротрансформатора. Каждая колодка прижимается своей рабочей поверхностью к крышке и блокирует ее относительно турбины.

Когда скорость автомобиля падает, скорость турбины и центробежная сила уменьшаются. Возвратные пружины втягивают колодки муфты, крышка отпускается, и турбина снова приобретает "гидравлический привод".

Муфта одностороннего действия приводит в движение муфту в сборе. При сцепленной муфте водитель может слегка отпустить педаль акселератора, позволяя автомобилю двигаться по инерции. Это позволяет двигателю и первичному валу вращаться с различной частотой вращения.

Фрикционные колодки не могут отпускаться при движении накатом, потому что центробежная сила удерживает их прижатыми к крышке. Вместо этого муфта одностороннего действия в сборе с демпфером отпускается таким образом, что первичный вал может вращаться с частотой, большей чем частота вращения коленчатого вала двигателя. Когда водитель разгоняет автомобиль, муфта одностороннего действия в сборе с демпфером снова блокирует турбину.

Муфта одностороннего действия в сборе с демпфером обеспечивает плавную работу гидротрансформатора. Пружины демпфера также способствуют обеспечению плавности работы. Эти пружины поглощают вибрации двигателя и демпфирует действие колодок, когда они прижимаются к крышке гидротрансформатора.

Когда при ускорении потребность в крутящем моменте превышает удерживающую способность фрикционных колодок, имеет место некоторое проскальзывание. Оно уменьшает крутильные колебания/ вибрации при более высокой нагрузке двигателя.

Гидравлически активизируемая муфта гидротрансформатора

Другой способ соединения двигателя и коробки передач напрямую заключается в использовании муфты гидротрансформатора (ТСС) с торсионными демпфирующими пружинами, присоединенными к ступице. Ступица в сборе имеет шлицевое соединение с первичным валом или турбиной в сборе.

Гидравлическая муфта отпущена

Сигналы от модуля управления управляют активизацией и отпусканием муфты гидротрансформатора. Модуль управления активизирует и отпускает гидравлическую муфту, включая или выключая электромагнит муфты гидротрансформатора. Электромагнит - это такой электрический переключатель, который имеет проволочную катушку. Когда через катушку пропускается электрический ток, катушка намагничивается. Электромагнитное поле перемещает якорь, который открывает и закрывает гидравлический канал.

Гидравлическое давление прикладывается к зоне между крышкой гидротрансформатора и пластиной поршня муфты. Гидравлическое давление обеспечивается питающим контуром гидротрансформатора, расположенным в блоке клапанов.

Когда электромагнит муфты гидротрансформатора не активизирован модулем управления, клапан остается открытым. Давление в магистрали проходит через электромагнитный клапан. Трансмиссионная жидкость проходит через переднюю камеру гидротрансформатора, между ТСС и крышкой гидротрансформатора.

Гидравлическая муфта активизирована

Муфта гидротрансформатора включается только тогда, когда модуль управления возбуждает электромагнитный клапан муфты гидротрансформатора. Электромагнитный клапан закрывает сливной канал, позволяя обеспечить в контуре рост давления в магистрали. Трансмиссионная жидкость направляется к задней камере, и сливается из передней камеры.

Гидравлическая сила толкает поршень ТСС к крышке гидротрансформатора. Эта связь напрямую передает крутящий момент двигателя через демпфер в сборе к первичному валу коробки передач. Т.к. лопастное колесо и турбина вращаются с одинаковой скоростью, увеличения крутящего момента не происходит, и гидротрансформатор находится в режиме блокировки.

автозапчасти в москве

основные признаки и причины неисправностей

Конструктивно АКПП состоит из гидротрансформатора, системы управления и механической части. Зачастую ремонт АКПП автомобилей начинается как раз с гидротрансформатора. В виду технических особенностей и чрезмерных нагрузок - это самый уязвимый узел. В нашем сервисе диагностика и ремонт АКПП в Москве может осуществляться в день обращения, что значительно может сэкономить Ваше время.

Гидродинамический трансформатор является важнейшим узлом АКПП. Если провести аналогию с автомобилями в которых установлена механическая коробка передач, то можно сказать, что гидротрансформатор выполняет функцию сцепления. От правильной работы данного узла зависит разгон автомобиля. Но запредельные нагрузки часто приводят к поломкам данного агрегата.

Причины выхода из строя гидротрансформаторов АКПП

Основные причины выходя из строя гидродинамического трансформатора могут быть такими:

  • Засор масляного фильтра.
  • Износ и разрушение упорных подшипников.
  • Выпадения и деформация лопаток.
  • Проблемы с обгонной муфтой.
  • Износ алюминиевых шайб на муфте.
  • Перегрев агрегата.
  • Деформация и разрушение полимерных деталей узла.

Рассмотрим пример, в каком случае необходим ремонт АКПП Мерседес связанный с гидротрансформатором. Если на скорости до 90 км/ч Вы ощущаете некоторые вибрации при движении, то стоит проверить не произошёл ли срыв блокировки гидротрансформатора. Это может привести не только к необходимости ремонтных работ, но и созданию аварийных ситуаций во время движения.

Характерный жужжащий звук во время езды, явно будет указывать на засор масляного фильтра. В этом случае провести диагностику узла и последующую промывку насоса. Поломку проще предупредить, чем исправить. Если Вы ощущаете механические шумы, постукивание, а в тяжёлых случаях грохот который исчезает при наборе скоростных показателей, то вероятнее всего что-то не в порядке с опорными подшипниками. Зачастую в них уже произошли непоправимые разрушения. В таком случае Вам срочно в автосервис. Если стук имеет металлические оттенки, то причина кроется в лопатках. Либо они неправильно стоят или возможно подверглись деформации.

На поломку обгонной муфты может указывать ухудшение разгона автомобиля. Это довольно-таки редкая поломка, но её очень сложно диагностировать, а в домашних условиях вообще невозможно. Здесь без профессионального и опытного механика не обойтись. Определить износ торцевых алюминиевых шайб, пожалуй, проще всего. Если на масляном щупе автоматической коробки передач появилась алюминиевая пудра, значит скорее всего шайбы нуждаются в замене.

Неисправности полимерных деталей можно определить на запах. При работе двигателя будет ощутим запах плавящейся пластмассы. Это, как правило, происходит в результате перегрева гидродинамического трансформатора. Такой ремонт требует полной разборки узла, но при этом не занимает слишком много времени. Да и при этом можно будет провести визуальный осмотр других составляющих АКПП.

Также иногда встречаются поломки в системе управления гидротрансформатора. Чаще всего она проявляется при запуске двигателя. Он попросту глохнет при включении. Это срабатывает блокировка гидроузла. Ещё это может быть признаком срезания шлиц на турбинном колесе.

Так как гидротрансформатор - это цельный герметичный узел, то для осуществления ремонтных работ его необходимо разрезать, в домашних условиях это практически невозможно. После устранения неполадок и замены деталей устройство необходимо герметично запаять. А это очень непростой процесс. Такие работы лучше проводить в специализированных центрах.

Гидротрансформатор - принцип работы

Как автомобили с механической, так и с автоматической коробкой передач имеют сцепление. Являясь частью трансмиссии, они незаменимы для передачи мощности и крутящего момента от двигателя к колесам. Из-за меняющихся дорожных условий часто возникает необходимость переключения передач или отключения привода из-за остановки. Сцепление позволяет сделать это, не нагружая приводной агрегат.

Из-за разнообразия коробки передач пришлось создавать отдельные системы для передачи крутящего момента и мощности от двигателя.Таким образом были созданы популярные фрикционные муфты, преобразователь крутящего момента, также известный как преобразователь крутящего момента, и электромагнитная муфта. Их конструкции различаются и поэтому они используются в отдельных категориях автотранспортных средств.

Гидротрансформатор – обзорное фото

Гидротрансформатор – как он работает?

Концепция гидротрансформатора, также известная как гидротрансформатор, была разработана почти 150 лет назад и доказала свою эффективность в сочетании с автоматической коробкой передач.Герман Фёттингер предположил, что диск и нажимной диск, используемые в обычных фрикционных муфтах, заменят гидравлическую жидкость. Используемой жидкостью может быть масло, вода или эмульсия. Приводя в движение, он должен был приводить в действие насос и турбину, размещенные в одном корпусе, используя инерцию жидкости. В 21 веке конструкция гидротрансформатора была оптимизирована.

Насос гидротрансформатора и рабочее колесо

Как и фрикционная муфта, гидротрансформатор передает тяговое усилие между коленчатым валом и коробкой передач.Для начала работы сцепления необходимо привести в движение жидкость, заполняющую его до 70-80% объема. Эту задачу берет на себя крыльчатка насоса, расположенная на коленчатом валу. На противоположной стороне находятся лопасти ротора турбины. Они получают кинетическую энергию от вихревого движения жидкости и преобразуют ее в механическую энергию. Насос и турбина работают в одном корпусе, но с разной скоростью. Только так они могут оставаться в движении. Это связано с автоматически регулируемым объемом жидкости (обычно масла).

Пробуксовка муфты

Вышеупомянутая разность скоростей и необходимость ее поддержания возникают из-за отсутствия физической связи ротора турбины с ротором насоса. В результате кинетическая энергия передается с задержкой. Причем крыльчатка насоса, как активный элемент, приводится в движение приводным агрегатом - двигателем. В свою очередь турбина, являясь пассивным фактором, полностью зависит от работы насоса. Чтобы передать мощность на редуктор, первый должен работать с большей скоростью, чем крыльчатка насоса.Таким образом, видно, что технология, имеющая в принципе много преимуществ, на данном этапе генерирует потери, снижающие эффективность данного решения. Поэтому этот тип сцепления не подходит для моделей спортивных автомобилей, которые рассчитаны на высокое ускорение и эффективность трансмиссии.

Более высокий расход топлива при меньшей частоте отказов

Каждое решение имеет свои преимущества и недостатки. Работа с постоянным проскальзыванием должна привести к повышению эффективности двигателя и, следовательно, обычно к большему расходу топлива по сравнению с традиционными сцеплениями.Однако это компромисс в отношении более низкой частоты отказов гидротрансформатора в результате:

  • плавного пуска
  • плавной передачи мощности
  • работы АКПП в диапазоне оптимальных оборотов.

Гидротрансформатор - другое название гидротрансформатора

В новых автомобилях частично решена проблема сгорания за счет возможности временного подключения гидротрансформатора при длительной езде на повышенных оборотах и ​​на высоких скоростях.За эту функцию отвечает относительно новый щиток «lock-up».

Применение гидротрансформатора

Гидротрансформатор используется не только в старых автомобилях, хотя он десятилетиями устанавливался на автомобили с классической автоматической коробкой передач. Однако со временем были представлены более новые решения, например, секвентальная коробка передач или коробка передач с двойным сцеплением. Однако по сей день даже авторитетные бренды устанавливают муфты гидротрансформатора на новые автомобили на заводе.Хороший пример — BMW 5 поколения E60 или AUDI A6, C5 и C6.

Точно так же муфты гидротрансформатора используются в большегрузных транспортных средствах из-за их высокой эффективности при трогании с места и наборе скорости. Таким образом, на практике они зарекомендовали себя везде, где плавность хода и комфорт при вождении предпочтительнее ускорения.

Это решение также ценится во внедорожных транспортных средствах, так как оно хорошо гасит вибрации и защищает отдельные компоненты от внезапных перегрузок, возникающих в условиях пересеченной местности.

Наиболее распространенные неисправности гидротрансформатора

Большинство отказов сцепления на автомобилях с автоматической коробкой передач вызвано повреждением гидротрансформатора. Однако некоторые симптомы могут быть связаны с самой коробкой передач, и это могут оценить специалисты мастерской, специализирующейся на данном виде ремонта. Тревожным признаком, указывающим на то, что гидротрансформатор требует замены или регенерации, являются:

  • снижение производительности
  • , т. н. пробуксовка передач - задержка переключения
  • оборотов при устойчивом движении
  • шум или другие звуки, исходящие от коробки передач при трогании с места

Таким образом, симптомы аналогичны симптомам, возникающим при работе с механической коробкой передач.

Сечение гидротрансформатора

Регенерация гидротрансформатора

Хотя гидротрансформатор определенно лучше заменить, чем регенерировать, из-за высокой стоимости ремонта некоторые пытаются восстановить изношенный компонент. В такой ситуации хорошо искать специалистов с хорошей репутацией. Регенерация преобразователя может дать временное решение проблемы только при правильном ее выполнении. В рамках ремонта после вскрытия корпуса изношенные элементы заменяются новыми, а оставшиеся тщательно очищаются.Важным элементом для правильной работы является точная сварка элемента и динамическая балансировка сцепления. После завершения регенерации проводятся тщательные испытания.

См. наш гидротрансформатор

Баланс преимуществ и недостатков

Таким образом, гидротрансформатор, несмотря на более чем 100-летнюю традицию, по-прежнему является ценным технологическим решением. Несмотря на то, что появляются новые разработки, похоже, что в ближайшее время они не будут сняты с производства.Он имеет свои преимущества и недостатки.

Самые большие преимущества:

  • отличная защита системы от перегрева
  • высокая износостойкость муфты
  • регулировка частоты вращения ротора турбины
  • очень хорошее гашение крутильных колебаний
  • высокая культура работы
  • плавный пуск
  • высокий уровень защиты двигателя и коробки передач

Несомненно, к недостаткам можно отнести:

  • высокую стоимость
  • меньший КПД системы, чем у фрикционов
  • больший вес
  • большее время срабатывания при пуске
  • , требующие дополнительного охлаждения

Как видите, соотношение потерь и выигрышей примерно одинаковое.Гидротрансформатор подходит не для каждого автомобиля. Однако во многих случаях он ценится и из-за своих свойств не является достаточно конкурентоспособным решением. Поэтому выбор автомобиля с таким сцеплением во многом будет определяться стилем вождения водителя и назначением автомобиля.



.

Как работает гидротрансформатор?

Преобразователь крутящего момента отличается от гидротрансформатора тем, что, кроме ротора насоса, приводимого в движение двигателем, и ротора турбины, соединенного с входным валом коробки передач, он имеет также ротор рулевого колеса, который с помощью так- называется обгонная муфта, т. е. обгонная муфта, соединена с картером коробки передач. Ротор рулевого колеса может вращаться только в том же направлении, что и насос и турбина. Радиально расположенные лопатки насоса, турбины и статора не плоские, а соответственно изогнутые.

Принцип действия
Гидротрансформатор работает по тому же принципу, что и гидротрансформатор. Когда двигатель начинает работать и крыльчатка насоса вращается, возникающая центробежная сила заставляет масло в каналах лопастей течь к выпускному отверстию по наибольшему диаметру. Вытекающее из насоса масло направляется к лопаткам турбины, которым отдает часть своей энергии и, протекая по межлопастным каналам, покидает турбину. Однако лопатки турбины изогнуты так, что поток масла, выходящий из турбины, направлен против направления вращения насоса.Если он ударит по лопастям насоса, то начнет замедлять его. Поэтому необходимо изменить направление потока масла от турбины к насосу, для чего и служат лопатки статора. Когда турбина еще неподвижна, масло, вытекающее из ее каналов, будет с максимальной силой ударять по рабочей поверхности рулевых лопаток, меняя при этом свое направление. Поскольку рулевое колесо не может вращаться в том направлении, в котором на него действует поток масла, на его лопастях создается крутящий момент, который также действует на турбинное колесо.При неподвижной турбине выходной крутящий момент увеличивается в наибольшей степени. Это примерно в два раза больше крутящего момента двигателя. По мере увеличения скорости вращения ротора турбины изменение направления вытекающего из него потока масла будет уменьшаться. Количество масла, обтекающего рулевое колесо с нерабочей стороны рулевого колеса, увеличивается. В результате крутящий момент на рулевом колесе и, следовательно, общий крутящий момент на турбинном колесе будут уменьшены.

Точка зацепления
Когда турбина достигает примерно 85%скорости вращения насоса рулевое колесо больше не создает опорный момент, так как струя масла обтекает рабочее колесо, не затрагивая лопатки. Это называется точка сцепления. С этого момента дальнейшее увеличение частоты вращения турбины заставляет масло, вытекающее из турбины, сильнее давить на рулевые лопатки с их нерабочей стороны, т. е. сзади, по ходу вращения двигателя. В результате рулевое колесо вращается вместе с рабочими колесами насоса и турбины. Гидротрансформатор от точки сцепления работает как обычный гидротрансформатор.

Без проскальзывания
Как и в гидротрансформаторе, в гидротрансформаторе должно быть небольшое проскальзывание, чтобы масло циркулировало. Этого можно избежать, используя блокировочную муфту, которая механически соединяет ротор насоса с ротором турбины, отключая при этом гидротрансформатор. Помимо того, что сцепление устраняет пробуксовку передач, оно еще и снижает расход топлива. Это также предотвращает чрезмерную температуру масла в коробке передач.

В современных АКПП включение муфты блокировки обычно происходит на двух последних передачах.

.

Как меняется передача в АКПП?

Как водители, мы знаем, как работает коробка передач: нажмите сцепление, переключите передачу и продолжайте движение в обычном режиме. Механическая коробка передач также учит нас, как выполнять управление сцеплением, не буксуя и не катясь по склону. Так как же автоматическое переключение передач меняет автомобиль?

В этой системе больше частей, что делает ее более сложной. Автомобиль с автоматической коробкой передач имеет нечто, называемое гидротрансформатором.Чтобы автомобиль двигался вперед, будь то ручной или автоматический, для стартового момента необходим крутящий момент.

Гидротрансформатор представляет собой плавное звено, соединяющее двигатель с трансмиссией и трансмиссию с ведущими колесами (переднеприводными или заднеприводными).

Двигатель соединен с редуктором в корпусе колокола. Здесь находится преобразователь крутящего момента. Коробка передач также включает так называемые комплекты планетарных передач, которые обеспечивают различные передаточные числа.

Гибкая пластина двигателя также соединена с этим преобразователем крутящего момента. Преобразователь крутящего момента заменяет сцепление в автомобиле с автоматической коробкой передач. Когда коленчатый вал вращается, он также вращает гидротрансформатор. Преобразователь крутящего момента отключит и подключит мощность двигателя к ведомой нагрузке.

Гидротрансформатор имеет основные компоненты, которые делают автоматическую коробку передач эффективной. В том числе:

Крыльчатка - соединена с двигателем, который отвечает за привод турбины за счет сил вязкости, действующих на трансмиссионную жидкость.

Турбина — соединяется с входным валом коробки передач, который передает крутящий момент на коробку передач.
Статор - который находится между ротором и турбиной. Это уменьшает взбивание потерь.
Муфта блокировки.

Поскольку жидкость, возвращающаяся из турбины, сжимается, она воздействует на ротор и его вращение, что также воздействует на двигатель.

Статор перенаправляет жидкость так, что большая часть скорости направляется на ротор, что затем увеличивает крутящий момент, создаваемый двигателем.Он может вращаться только в одном направлении, если ротор и турбина движутся с одинаковой скоростью. Статоры не создают крутящий момент на шоссе, только когда они останавливаются или ускоряются.

Планетарная передача состоит из солнечной шестерни и планетарных шестерен, которые вращаются вокруг центральной солнечной шестерни, как в нашей Солнечной системе. Планетарная передача соединяет планетарные шестерни с зубчатым кольцом, которое входит в зацепление. Планетарная передача предотвращает перемещение некоторых компонентов при использовании сцеплений и тормозов.Это изменяет вход и выход системы, что изменяет общее передаточное отношение.

Определяет конечное передаточное отношение в зависимости от того, какой компонент зафиксирован. Если шестерня стационарная или стационарная, передаточное число будет короче, чем у фиксированной солнечной шестерни или стационарной.

Запись отмечена тегами:.

Современные гидротрансформаторы - MotoFocus.pl

Подавляющее большинство новых регистраций в США — это автоматические коробки передач, оснащенные гидротрансформатором. Нигде больше в мире нет такого большого дисбаланса между АКПП и МКПП. Это делает автоматические коробки передач стандартным оборудованием для автомобилей на рынке Северной Америки. Работа научно-исследовательских центров позволила разработать технологии систем автоматического привода, повысив их эффективность.

Меньше, легче и эффективнее — вот характеристики, которые характеризуют современные преобразователи крутящего момента. Таким образом, они отвечают требованиям производителей транспортных средств, что, конечно же, оправдывает и ожидания водителей. Они хотят ездить на экологически чистых автомобилях, не жертвуя комфортом, к которому привыкли. Это то, что Schaeffler Group предлагает, работая над компонентами транспортных средств, которые помогают снизить выбросы и расход топлива, повышая при этом комфорт вождения и производительность автомобиля.

Новое поколение гидротрансформаторов W238 является примером того, насколько далеко продвинулась эта технология. Характерные технические данные для этого поколения: крутящий момент 530 Нм и эквивалентный диаметр 238 миллиметров. И все это при весе не более 14 килограммов. Более ранняя модель, W258, весила более 17 кг, имела диаметр около 258 мм и ширину почти 70 мм.

В поисках оптимального гидротрансформатора

С 1998 года Schaeffler развивает собственный научно-производственный центр в Вустере, штат Огайо, где продолжаются работы по развитию технологии гидротрансформатора.Внедрение центробежного гасителя колебаний маятникового типа произвело революцию в этой технологии. Этот продукт устанавливает новые стандарты в оптимизации трансмиссии. Это решение для автоматических коробок передач, которое следует двум основным тенденциям развития двигателей, а именно: достижению большей эффективности при более низких оборотах двигателя и уменьшению мощности агрегатов.

Инновационный маятниковый демпфер, уже успешно используемый в двухмассовых маховиках, теперь также используется для гашения вибраций в датчиках крутящего момента, тем самым снижая расход топлива и выбросы выхлопных газов в результате снижения частоты вращения двигателя.Центробежный гаситель колебаний маятникового типа представляет собой следующий шаг в развитии гидротрансформаторов. Снижение расхода топлива в сочетании с повышенным комфортом вождения — гидротрансформаторы с маятниковым демпфером будут играть все более важную роль на автомобильном рынке Северной Америки.

Как работает маятниковый гаситель колебаний?

Работа маятникового центробежного гасителя колебаний проста: в новых преобразователях маятниковый гаситель колебаний расположен со стороны турбины и работает в масляной камере.Пружинные демпферы обеспечивают основное гашение колебаний при выключенной блокировочной муфте, остальные неровности практически полностью устраняются маятниковым демпфером. Их можно уменьшить более чем на 70 процентов по сравнению с обычными глушителями, что значительно снижает расход топлива и выбросы CO2.

Инновационные гидротрансформаторы

Еще одна инновация гидротрансформатора, адаптированная для новых дизельных двигателей, — это многофункциональный гидротрансформатор (MFTC), который разработан с учетом систем старт-стоп и способен компенсировать задержку реакции системы, известную как «турбо-задержка». ".Кроме того, многофункциональный датчик позволяет снизить расход топлива примерно на 5% благодаря остановке холостого хода и ранней блокировке датчика. Развязка трансмиссии между коробкой передач и двигателем, ставшая возможной благодаря MFTC, исключает потери преобразователя на холостом ходу. Кроме того, такая конструкция преобразователя обеспечивает более благоприятное распределение момента инерции массы, что приводит к эффективному гашению колебаний при любых условиях движения. Благодаря этому отключению двигатель может достигать более высоких скоростей в режиме запуска, когда датчик активирован.Это приводит к значительному улучшению дизельного вождения и является ключом к предотвращению турбо-задержки.

.

Гидротрансформатор - Симптомы и цена • Муфта24

Гидротрансформатор - устройство и принцип работы

Конструкция гидротрансформатора принципиально отличается от конструкции традиционного дискового фрикциона. В обычном сцеплении нет основных строительных блоков, таких как диск и нажимной диск. Передача мощности осуществляется гидравлической жидкостью внутри элемента. В общем корпусе расположены насос и турбина. Насос, передающий мощность от коленчатого вала, и турбина, которая «забирает» мощность и передает ее на коробку передач.Два компонента, насос и турбина, физически не связаны друг с другом. Их лопасти обращены друг к другу, а внутри находится жидкость, чаще всего масло, которая вращается в завихрении. При этом насос является активным элементом, а турбина — пассивным элементом. Насос приводит в движение жидкость, которая передает энергию турбине. Движение этой жидкости обусловлено разницей в скорости этих двух элементов - в том случае, если они начнут вращаться с одинаковой скоростью, муфта перестанет работать и передавать мощность.

Тогда коробка передач всегда вращается медленнее двигателя. Это гарантирует, что преобразователь крутящего момента всегда работает с некоторым проскальзыванием и некоторой потерей мощности. В результате автомобили, оснащенные классической автоматической коробкой передач, часто имеют несколько худшие характеристики, чем те же автомобили с таким же двигателем, но в паре с механической коробкой передач. Часто бывает так, что расход топлива у автомобиля с АКПП несколько выше, чем с МКПП.Однако есть и плюсы, когда речь идет об эксплуатации автомобиля с автоматом. Помимо комфорта и удобства, обычно автомобили с АКПП способны проехать чуть больше километров без серьезной поломки, так как двигатель более защищен благодаря характеристикам гидротрансформатора. Кроме того, коробка-автомат часто удерживает двигатель в оптимальном диапазоне оборотов, благодаря чему силовой агрегат меньше изнашивается.

Автоматические коробки передач в новых автомобилях часто также оснащаются «блокировочным» диском, который при движении с постоянной, относительно высокой скоростью временно «затыкает» гидротрансформатор на постоянное соединение, соединяя насос с турбиной, что снижает расход топлива двигателем при такой быстрой езде.

.

Автоматические коробки передач – важная сервисная информация для мастерской

Рынок новых и подержанных автомобилей, оснащенных автоматическими коробками передач, постоянно расширяется, поэтому независимые мастерские выполняют все больше и больше заказов, связанных с обслуживанием масла для данного типа коробки передач. Автоматы остаются очень сложным компонентом современного автомобиля, поэтому для правильной работы требуют профессионального обслуживания и использования расходных материалов высочайшего качества.

В начале стоит обратить особое внимание на роль масла рабочего в АКПП. В традиционной МКПП ее основными задачами являются смазка узлов (подшипников, валов, шестерен) и их охлаждение. В автоматической коробке передач спектр выполняемых ею функций гораздо больше, поэтому ее должный уровень и качество имеют приоритетное значение. Контроллер АКПП реализует различные рабочие программы коробки передач, контролируя температуру масла.Кроме того, само масло используется для управления фрикционами или тормозами, смазывает диски многодисковых фрикционов/тормоза и охлаждает компоненты трансмиссии. Внутри гидротрансформатора он передает кинетическую энергию между насосом и турбиной.

Наконец, выполнение процедур адаптации автоматической коробки передач зависит от качества масла и степени его износа, что напрямую отражается на эффективности его работы. Как видите, масло, работающее в АКПП, выполняет множество функций: охлаждает, смазывает, выступает посредником в управлении и является носителем информации для контроллера АКПП.

Стоит отметить, что существует ряд неблагоприятных факторов, влияющих на качество масла и происходящих от других систем автомобиля. Например, при повреждении радиатора охлаждающей жидкости двигателя, совмещенного с маслоохладителем коробки передач, масло в АКПП будет смешиваться с охлаждающей жидкостью силового агрегата. Работа коробки передач будет нарушена за короткий промежуток времени, если неисправность не будет быстро диагностирована, коробка передач серьезно выйдет из строя.В описываемом варианте неисправности АКПП резкое падение качества масла должен выявить ее контролер. Однако анализ кодов неисправностей, хранящихся в памяти контроллера, требует опыта для четкого указания источника неисправности (блок радиатора двигателя и АКПП), дополнительные данные для диагностики такой неисправности может дать тип АКПП и маслорадиатора использовал.

Типы АКПП и расход масла
Вернемся к конструкции АКПП.Их можно разделить на четыре основные группы:
а) автоматы классической конструкции: с гидротрансформатором (через который крутящий момент передается от двигателя к коробке передач) и с планетарной системой передач. Гидротрансформатор может дополнительно иметь обводную муфту с различными характеристиками;
б) коробки передач с двойным сцеплением - основаны на взаимодействии двух независимых параллельных ветвей передач с отдельными многодисковыми муфтами.Муфты могут быть мокрыми или сухими;
в) автоматизированный - гидропривод управляет сухим сцеплением механической коробки передач;
г) бесступенчатые трансмиссии - выбор передаточного числа осуществляет вариатор, приводимый в движение цепью или специальным ремнем, при этом привод передается посредством набора многодисковых муфт.

Этот список показывает очень широкий спектр конструкций современных автоматических коробок передач и позволяет понять, почему для их работы необходимы масла с такими разнообразными физико-химическими свойствами.Ключевым фактором является правильный подбор масла на основании данных производителя, подтвержденных типом и типом используемой передачи.

Процесс эксплуатации даже самого качественного масла, применяемого в АКПП, будет ускорен комплексом факторов, к которым относятся:

- несанкционированный тюнинг узла привода (превышен максимальный крутящий момент, на который способна АКПП передача),
- частый спортивный стиль вождения с учетом режима быстрого старта, т.н.лаунч-контроль,
- движение в аварийном режиме коробки передач или двигателя,
- маршруты, проходимые по труднопроходимой местности, например, горы, участки с повышенной запыленностью,
- движение с прицепом.

Указанные факторы необходимо учитывать при расчете интервалов замены масла в автоматических коробках передач, так как они напрямую способствуют более быстрому старению масла.

Замена масла АКПП
Позаботиться о надлежащем ходе выполнения заказа у клиента, владеющего автомобилем с АКПП, стоит уже на начальном этапе обслуживания.В приоритете должно быть проведение тест-драйва с клиентом, во время которого можно выявить и обсудить любые неисправности трансмиссии. Выводы дорожного испытания (соответствующие примечания должны быть включены в бланк заказа на обслуживание) помогут избежать претензий клиента в ситуации, когда он хочет обвинить мастерскую в том, что коробка передач не доставляла проблем до замены масла, и стал работать некорректно после его замены. Покупатель должен быть осведомлен о том, что одна только процедура замены масла в АКПП или его заливка не могут восстановить ее, если она необратимо повреждена.Такое мышление — своего рода миф, который часто оказывается последним средством для владельца поврежденной «машины». Конечно, дело в том, что потеря всего от 0,5 до 1 л масла нарушает работу трансмиссии, а коробка передач с недостатком масла, эксплуатируемая слишком долго, может быть серьезно повреждена. Мастерская по возможности должна осмотреть редуктор на предмет течи масла и сообщить покупателю о последствиях использования его в таком состоянии. Налейте отработанное масло в прозрачный сосуд и проанализируйте его.Любые следы загрязнения, наличие опилок или других инородных тел, а также характерный ощутимый запах гари свидетельствуют о повреждении коробки передач. Продолжать масляное обслуживание коробки передач без выяснения причины такого состояния не имеет смысла.

Прежде чем принять решение об обслуживании данной автоматической коробки передач, мастерская должна понять ход работ и необходимые инструменты. Для подавляющего большинства вариантов автоматических коробок передач требуется диагностический тестер для считывания температуры масла в коробке передач во время процедуры замены.В перечень расходных материалов, помимо стандартного варианта, т.е. масла и масляного фильтра, могут входить: сливные, контрольные и масляные болты, прокладки, магниты, одноразовые трубки уровня масла. Иногда в сервисных комплектах известных производителей запчастей мы встречаем расширенное предложение, где есть компоненты, устраняющие характерные дефекты данного типа коробки, например, проблемы с герметизацией многоконтактных разъемов жгута проводов, обеспечивающих наборы улучшенные герметики.

Процедура замены масла должна выполняться в соответствии со спецификациями производителя редуктора и с соблюдением мер предосторожности. Мы должны помнить об использовании защитной одежды (перчатки и очки) из-за температуры сливаемого масла и условий, связанных с электростатическим разрядом (риск повреждения электронных компонентов).

Подводя итог, можно сказать, что к обслуживанию АКПП нельзя подходить с запасом, а проводить в соответствии с рекомендациями производителя, приобретая при этом ценный опыт.Сервисные данные могут быть предоставлены онлайн-порталами знаний, такими как, например, ZF-Protech, также стоит воспользоваться широким спектром обучающих программ.

Текст и фото Мариуша Лесневского

Статья взята из номера 02/2020 журнала Modern Workshop.

.90 000 Современные АКПП: чем они отличаются на практике? Автоматические коробки передач

стали настолько популярными, что на рынке сложно найти модель автомобиля, не имеющую такой коробки передач даже в качестве опции. Некоторые доступны только с автоматом. В настоящее время предпочтение отдается трем типам дизайна, но я буду обсуждать здесь не технические тонкости, а то, как они работают на практике. Возможно, это будет полезно для вас при выборе автомобиля.

В настоящее время автоматы имеют в основном один из трех типов конструкции, от которых зависит их принцип действия.Это коробки передач с классическим гидротрансформатором, коробки передач с двойным сцеплением и бесступенчатые трансмиссии. Также стоит отметить, что бесступенчатая трансмиссия тоже оснащена преобразователем, но мы ориентируемся здесь на принцип работы, поэтому такое деление представляется оптимальным.

Как это работает на практике?

Начнем с классической коробки автомат с преобразователем, то есть гидравлическим сцеплением, в котором есть проскальзывание. Правда, современные трансмиссии оснащены блокировками гидротрансформатора, но, как правило, пробуксовка сцепления — очень характерная черта, а иногда и желательная, лучшим примером которой являются автомобили повышенной проходимости.

Такие коробки передач могут иметь от 5 до даже 10 передач. В настоящее время только марка Ford в группе PGD предлагает автомобили с 10-ступенчатой ​​автоматической коробкой передач . Современные трансмиссии отличаются достаточно быстрым переключением передач и работают наиболее естественно для водителя , привыкшего ездить с МКПП.

Новая 10-ступенчатая коробка передач в Ford Ranger

Совсем другая тема, когда пересаживается на автомобиль с бесступенчатой ​​трансмиссией .Теоретически это лучший тип редуктора с технической точки зрения, о чем свидетельствуют два факта. Во-первых, это по-прежнему большая популярность таких трансмиссий, особенно среди японских марок (в том числе Mitsubishi или Nissan). Второе — это увеличение количества передач в классических автоматических коробках, что делает их работу практически бесступенчатой.

Бесступенчатая трансмиссия идеально сочетает передаточное число с нагрузкой, дроссельной заслонкой, мощностью двигателя и скоростью движения.Это связано с тем, что передачи никак не определены, поэтому такие трансмиссии теоретически имеют бесконечное число из передач в пределах определенного диапазона. К сожалению, это также вызывает некоторые практические проблемы.

Ну а водитель, не привыкший к работе бесступенчатой ​​трансмиссии, но обладающий динамичной манерой вождения, скорее будет жаловаться. Дело в том, что двигателю нужна большая мощность для быстрого ускорения, и это в довольно узком диапазоне высоких оборотов.По своему принципу работы коробка передач выберет передачу, подходящую для высоких оборотов, и эти будут остановлены, и будет изменяться только передача, пока не будет получена нужная скорость. Дело в том, что при разгоне двигатель крутится с постоянной высокой скоростью и скорость меняется переключением передач. Что выливается в несколько-несколько секунд громкий вой двигателя.

Бесступенчатые трансмиссии используются, например, в Mitsubishi

Характерной особенностью бесступенчатых трансмиссий является также изменение скорости в зависимости от нагрузки.Например, если вы едете с постоянной скоростью с включенным круиз-контролем, и автомобиль сталкивается с холмом, передача переключается, а обороты двигателя увеличиваются. Это происходит плавно. То же самое относится и к более высоким скоростям, где круиз-контроль будет регулировать скорость не нагрузкой двигателя, а переключением . Так что может быть и так, что при движении по трассе со скоростью 140 км/ч обороты будут постоянно колебаться в диапазоне 500, а то и 800 об/мин.

Это не относится к новейшим, все более часто применяемым бесступенчатым коробкам передач, которые имеют предустановленные передачи (чаще всего 6) и работают имитируя ступенчатые передачи, но в незначительной степени или после выбора режима движения отличного от штатного , они работают непрерывно.Примерами таких конструкций являются вариаторные коробки в автомобилях Mitsubishi Eclipse Cross, ASX и Nissan Micra.

Третий тип, коробка передач с двойным сцеплением , пережила свой бум чуть более 10 лет назад и потихоньку уступает место модернизированным классическим коробкам передач. У них обычно 6 или 7 передач и, как следует из названия, — два сцепления. Это классические сцепления, как в автомобиле с механической коробкой передач, причем коробка передач разделена на две секции — четные и нечетные передачи. Дело в том, что переключение между четными и нечетными передачами осуществляется только переключением сцепления - одно включается одновременно, а другое выключается.Таким образом, в коробке передач всегда одновременно включены две передачи, но одно сцепление.

Коробка передач с двойным сцеплением использовалась в гибридах Hyundai

. В результате обеспечивает быстрое переключение и отсутствие перебоев в подаче крутящего момента на колеса. Они были задуманы как коробки для спортивных автомобилей, но их преимущества также оказались полезными с точки зрения экономии топлива. Во время движения вы не должны ощущать момент переключения передач, поэтому на практике наиболее комфортными оказываются коробки передач с двойным сцеплением, хотя и не всегда...

Преимущества и недостатки отдельных типов автоматических коробок передач

Самым большим преимуществом обычного конвертера является его естественная работа.Легче всего привыкнуть к нему после перехода с ручного. Недостатком старых типов АКПП является значительно более высокий расход топлива, но в настоящее время самые современные конструкции с 8-10 передаточными числами даже снижают расход топлива.

В то время как бесступенчатый автомат , кажется, не имеет никаких преимуществ, это только иллюзия. Отлично работает в городе. Ни одна автоматическая коробка передач не реагирует так быстро на смену направления, как бесступенчатая автоматическая коробка передач. Его также оценят покупатели с щадящим стилем вождения.Типичной особенностью такой трансмиссии является то, что она поддерживает низкие обороты, не перегружая двигатель, что снижает уровень шума и уровень сгорания топлива. К недостаткам можно отнести, конечно, низкий комфорт при динамичной езде, ценой повышенного шума и неестественной работы трансмиссии при вариаторной езде. Также ручной режим, если он есть, в таких трансмиссиях работает плохо, вплоть до того, что его не стоит использовать.

Шестерни с двойным сцеплением лучше всего работают в ручном режиме.Более того, они переключают передачи быстрее и плавнее. К сожалению, их работа не всегда комфортна, потому что они хоть и быстро переключают передачи, но еще и очень рано. Уже на городских скоростях обычно включается 6-я или 7-я передача, а отсутствие гидротрансформатора заставляет двигатель в таких условиях ощутимо вибрировать. Поэтому в последних моделях рекомендую ездить по городу в спортивном режиме. Другими недостатками такой трансмиссии являются низкая устойчивость к высоким температурам (возможность перегрева масла при динамичной езде) и долгое время переключения направления движения.

.

Смотрите также

     ico 3M  ico armolan  ico suntek  ico llumar ico nexfil ico suncontrol jj rrmt aswf