Что такое гидротрансформатор в автоматической коробке передач

Гидротрансформатор автоматической коробки передач, именуемый также «бубликом», стал широко известным элементом автопрома, однако ему может быть незнакома аудитория, только начинающая изучать особенности автомобилестроения. В этой статье мы обратимся именно к ним и подробно объясним все аспекты, связанные с гидротрансформатором АКПП.

Немного теории о гидротрансформаторе

Гидротрансформатор АКПП служит важным звеном трансмиссии, располагаясь между двигателем и системой переключения передач. Этот заварной узел, похожий на бублик, без помощи водителя регулирует передаваемый крутящий момент, основываясь на нагрузке и частоте вращения колес автомобиля.

Конструкция гидротрансформатора АКПП

Когда мы говорим о конструкции гидротрансформатора АКПП, не следует паниковать – его устройство обычно не содержит сложностей. Однако для начала важно разобраться в ключевых терминах. Многие автомобилисты, особенно новички, могут смешивать само АКПП и гидротрансформатор, принимая их за единое целое.

Гидротрансформатор состоит из двух основных элементов: специальных турбины и центробежного насоса, между которыми размещается реактор. Насосное кольцо напрямую соединено с коленчатым валом двигателя, а турбинное – с коробкой передач. Реактор, в зависимости от условий работы, может либо вращаться свободно, либо блокироваться через обгонную муфту.

Крутящий момент от двигателя передаётся к КПП через потоки масла, выбрасываемые лопастями насосного колеса, которые воздействуют на элементы турбины. Между турбиной и насосом имеются небольшие промежутки, а пространство между лопастями обеспечивает особую геометрию. Это создает круговую циркуляцию масла, что прерывает прямую связь между мотором и КПП. Такая конструкция обеспечивает нормальную работу двигателя, позволяет автомобилю замедляться, оставаясь на включенной передаче, улучшает переход тягового усилия и минимизирует резкие движения.

Реактор — это внутренний элемент гидротрансформатора, отвечающий за изменение скорости и силы крутящего момента. Он похож на колесо с лопастями по краям, но поскольку связан с каркасом, вращение не происходит. Лопасти имеют уникальную форму и размещение, что позволяет максимально эффективно перемещать масло от турбины к насосу. Если реактор находится в неподвижном состоянии, он повышает скорость, с которой масло циркулирует внутри трансмиссии, что в связи с увеличением создаёт больший крутящий момент на валу турбины.

Как работает

Рассмотрим типичную ситуацию: включена передача «D» (или другая) в АКПП, автомобиль стоит на месте, и мы удерживаем тормоз. Что происходит внутри коробки передач в это время? Колесо турбины стоит на месте, в результате чего крутящий момент в таком состоянии примерно в 1,5–2 раза превышает тот, который развивает двигатель при движении на этих оборотах. Если мы отпустим тормоз, автомобиль начинает движение, разгоняясь до тех пор, пока крутящий момент на колесах не станет равен сопротивлению движению автомобиля.

Когда скорость вращения турбинного колеса приближается к оборотам насосного колеса, реактор начинает вращаться, что ведет к снижению потерь и увеличению КПД гидротрансформатора.

Из-за отсутствия нужды в преобразовании крутящего момента и скорости в некоторых ситуациях «бублик» может блокироваться посредством фрикционного сцепления, что позволяет повысить КПД практически до 100%.

Рассмотрим и другую ситуацию. Допустим, автомобиль движется по ровной дороге на заданной скорости, и перед ним появляется подъем. В таком случае скорость автомобиля обычно начинает снижаться, что увеличивает нагрузку. Гидротрансформатор регистрирует эти изменения: когда скорость отдачи турбины падает, реактор замедляется, в результате чего ускоряется циркуляция масла внутри механизма. Это, в свою очередь, позволяет повысить крутящий момент, который турбина передает на вал. В некоторых случаях этого может быть вполне достаточно, чтобы преодолеть подъем без смены передач на пониженную.

Совместная работа гидротрансформатора и коробки

Поскольку гидротрансформатор АКПП имеет свои конструктивные ограничения по регулировке крутящего момента, его соединяют с многоступенчатой КПП, которая также может обеспечивать движение назад. Автоматические коробки передач, работающие вместе с «бубликом», как правило, обладают несколькими передачами и схожи с традиционными механическими КПП, где переключение выполняется вручную.

В механических трансмиссиях каждая шестерня находится в зацеплении, и при включении передачи водитель вручную фиксирует нужную шестерню на ведомом валу. Рабочий процесс АКПП осуществляется по схожему принципу, однако происходит немного иначе: планетарные передачи, или редукторы, имеют свои характерные особенности. В их конструкции присутствуют:

• сателлиты
• водила
• кольцевые шестерни
• солнечные шестерёнки.

Эти редукторы изменяют скорость вращения и соответствующее тяговое усилие благодаря вращению и фиксации своих компонентов. Во время движения автомобиля активируется выходной вал «бублика», что приводит в движение планетарные передачи, а некоторые из их элементов фиксируются специальными фрикционными лентами и пакетами.

Процесс переключения передач осуществляется следующим образом: гидравлический толкатель, работающий под воздействием циркулирующего масла, начинает давить на фрикцион. Давление создается специальным насосом, а его распределение между фрикционами контролируется различными электронными системами автомобиля.

Основное отличие между АКПП и МКПП заключается в том, что переключения передач в автоматических трансмиссиях происходят без разрыва потока мощности. Одна передача включается, и в это же время другая отключается, что позволяет избежать резких толчков, поскольку их сглаживает гидротрансформатор. Если же замечаются резкие движения при переключении, это может означать, что происходит слишком быстрая смена передач, что adversely affects как срок службы коробки, так и других элементов трансмиссии и подвески.

Управление АКПП

В первых моделях АКПП управление было полностью основано на гидравлике. Со временем гидравлические системы стали применять лишь как исполнительные механизмы, в то время как всю работу начали контролировать электронные устройства. Благодаря этому появилась возможность реализовать различные режимы вождения — например, спортивный, экономичный и так далее.

При динамичной езде вся мощность двигателя используется на максимум. Передачи переключаются строго в соответствии с частотами коленчатого вала, достигая значений, соответствующих максимальному крутящему моменту. В итоге, автомобиль ускоряется значительно быстрее по сравнению с обычным или экономичным режимами работы коробки.

Во многих современных автомобилях с автоматической коробкой передачи алгоритмы управления активируются согласно стилю вождения. Электроника, анализируя данные от различных датчиков, выбирает самую подходящую передачу для текущих условий. Если водитель резко нажимает на педаль акселератора, коробка быстрая понимает, что необходимо производить ускоренные переключения. И наоборот, если управление осуществляется плавно, электроника переводит коробку в стандартный режим работы.

Признаки поломки гидротрансформатора АКПП

Гидротрансформатор (или бублик) автоматической коробки передач, как любой другой элемент автомобиля, может выйти из строя. Чтобы быстро реагировать на возникшие неполадки, водителям полезно знать признаки, указывающие на проблему с «бубликом».

Поведенческие

В первую очередь, на неисправность гидротрансформатора могут указывать некоторые характерные симптомы – периодическая пробуксовка сцепления на старте, вибрации при нагрузках, а также рывки автомобиля во время городской езды на АКПП, которые могут возникать в любой момент движения.

Звуковые

Следующими тревожными сигналами о возможных проблемах с «бубликом» являются звуковые явления, которые можно распознать на слух. К ним относится шум гидротрансформатора при переключении передач и своеобразный вой, возникающий при движении со скоростью выше 60-70 км/ч.

Прочие признаки

Кроме перечисленных симптомов, признаки неисправности гидротрансформатора могут включать в себя: резкий запах гари, исходящий от коробки передач, блокировку оборотов двигателя (когда двигатель не может достичь определенных значений), а также полное отсутствие движения автомобиля – наиболее серьезный случай, указывающий на сбой в работе «бублика» или его электронной системы.

Причины неисправностей

Гидротрансформатор в АКПП не представляет собой сложную конструкцию, однако в процессе интенсивной эксплуатации он подвергается износу, что может привести к его повреждению. Рассмотрим основные причины, способствующие поломкам «бублика».

Трансмиссионная жидкость

При длительном нахождении масла в трансмиссии оно начинает терять свою консистенцию, становится густым и грязным, что негативно отражается на работе «бублика».

Пары трения

В конструкции гидротрансформатора предусмотрена специальная блокировка, механизм которой аналогичен классическому сцеплению в механической коробке передач. Это вызывает износ фрикционных дисков, их пар, а также деталей системы в целом.

Лопатки лопастей

В условиях высоких температур и при попадании абразивов в трансмиссионное масло металлические лопатки со временем изнашиваются, выпуская металлическую пыль в масло, что, в свою очередь, ухудшает работу «бублика».

Сальники

Грязная и горячая трансмиссионная жидкость может разрушать резиночки сальников, что нарушает герметичность системы и приводит к утечкам масла.

Блокировка

Современные трансмиссии оснащены специальными блокировками, которые могут заблокировать работу гидротрансформатора на любых передачах. Например, при плавном разгонении блокировка активируется частично, тогда как при резком разгонении — почти мгновенно. Это необходимо для уменьшения расхода топлива и повышения динамики автомобиля. Однако частые срабатывания блокировки приводят к ее износу и выходу из строя.

Подшипники

Наиболее подвержены износу промежуточные и опорные подшипники, размещенные между насосом и турбиной. Это может вызывать хруст или свист, исходящие от поврежденных деталей.

Отсутствие соединения с АКПП

Такого рода неисправность — самый сложный тип поломки, который, к счастью, встречается достаточно редко. Она заключается в разрыве соединения между турбинным колесом и валом АКПП, что приводит к полному прекращению движения автомобиля.

Обгонная муфта

Основным признаком поломки этой детали является снижение динамических характеристик автомобиля. Однако без специального инструмента невозможно точно определить, связана ли проблема с обгонной муфтой в работе гидротрансформатора.

Диагностика гидротрансформатора АКПП

Для определения причин возникших проблем в работе «бублика» применяется несколько методов. Однако только снятие детали и ее дальнейшая диагностика с использованием специального оборудования могут предоставить точный ответ относительно состояния гидротрансформатора.

Самодиагностика

Оценить работоспособность гидротрансформатора можно и самостоятельно без специального оборудования. Многими владельцами автомобилей рекомендован следующий алгоритм:

• Тщательно прогреть двигатель автомобиля.
• Заблокировать машину с помощью ручного тормоза.
• Прижать педаль тормоза до упора.
• Переключить коробку передач в режим «Драйв».
• Нажать на педаль газа.
• Анализировать показания тахометра – они должны находиться в диапазоне от 2000 до 2800 оборотов.
• Подождать несколько минут на нейтрали для охлаждения коробки.
• Повторить действия на задней передаче.

На основании проведенного анализа можно выявить несколько проблем:

• Если обороты немного превышают норму – это свидетельствует о износе фрикционных накладок.
• Если обороты значительно выше нормы – может указывать на повреждение конструкции гидротрансформатора.
• Если обороты ниже нормы – падает мощность двигателя.
• Если обороты значительно отклоняются от нормы – это серьезные неисправности двигателя или выход из строя составляющих «бублика».

Сканером

Для более точного выявления причин неисправности работы «бублика» пригодится диагностический сканер. Это устройство сможет определить все коды ошибок, что поможет в дальнейшем определении необходимых работ по ремонту.

Ремонт

Покупка нового гидротрансформатора – достаточно затратное мероприятие, которое может оказаться неподъемным для многих водителей. Однако, как показывает практика, большинство поломок можно устранить. Обычно процесс ремонта включает в себя следующие этапы:

• Снятие и разрезание для доступа к внутренним элементам.
• Тщательная очистка деталей от остатков трансмиссионного масла.
• Дефектовка – важный этап, от которого зависит дальнейшая работа «бублика».
• Замена необходимых компонентов.
• Сборка и герметизация корпуса.
• Балансировка гидротрансформатора.

Как продлить срок службы гидротрансформатора АКПП

Чтобы избежать поломок гидротрансформатора и предотвратить неожиданный ремонт, автомеханики и опытные автомобилисты рекомендуют придерживаться следующих профилактических мер:

*

• Снижать частоту поездок с повышенными оборотами коленвала.
• Избегать перегрева автомобиля.
• Регулярно заменять трансмиссионное масло в АКПП каждые 40-50 тыс. км.

Передвижение на автомобиле с неисправным гидротрансформатором может привести к повреждению других элементов АКПП. Поэтому при появлении первых признаков неисправности «бублика» необходимо как можно быстрее провести диагностику и организовать соответствующий ремонт.

Если информация была полезной, оставьте комментарий. Если вы нашли её бесполезной или неточной, пожалуйста, напишите об этом.

Вопросы по теме

Что произойдет, если гидротрансформатор АКПП выйдет из строя?

Если гидротрансформатор выйдет из строя, это может привести к различным проблемам в работе трансмиссии. Главная функция гидротрансформатора — передавать крутящий момент от двигателя к коробке передач, и его поломка может проявиться в виде пробуксовки, резких рывков при переключении передач или даже полного отказа трансмиссии. В таких случаях может потребоваться дорогостоящий ремонт или замена гидротрансформатора, так как он является одной из ключевых деталей АКПП.

Как влияет качество жидкости для трансмиссий на работу гидротрансформатора?

Качество жидкости для трансмиссий играет важную роль в работе гидротрансформатора. Неправильный выбор жидкости или использование некачественной может привести к перегреву, ухудшению смазки и, в конечном итоге, к повреждению гидротрансформатора. Специалисты рекомендуют придерживаться рекомендаций производителя автомобиля относительно типа и качества трансмиссионной жидкости, что поможет продлить срок службы как гидротрансформатора, так и всей автоматической коробки передач.

Может ли гидротрансформатор улучшить экономию топлива?

Да, гидротрансформатор может способствовать улучшению экономии топлива благодаря своей способности эффективно передавать крутящий момент и снижать потери при переключении передач. В современных АКПП часто используются усовершенствованные гидротрансформаторы с электронным управлением, которые повышают общую эффективность трансмиссии. Они могут оптимизировать работу двигателя и поддерживать более высокие обороты при меньших нагрузках, что в итоге приводит к снижению расхода топлива. Однако также стоит учитывать, что на экономию влияет множество факторов, включая стиль вождения и состояние автомобиля.