PWM, VFS и «пропорциональные»
В девяностые годы конструкция соленоидов еще больше усложнилась. Теперь от соленоидов требовалось не только открывать и закрывать поток масла, должна была реализована плавная регулировка давления.
Работа этих соленоидов стала похожей на работу вентиля, а не крана. Теперь положений было не два, а много. В зависимости от команды электронного блока управления они способны плавно открывать или закрывать канал, согласно рассчитанной кривой.
Заместо плунжеров теперь используются шарики или золотники, появляются 4Way и 5Way.
Пропорциональный соленоид
Дочернее подразделение Тойоты, ответственное за выпуск трансмиссий, Айсин создает свою конструкцию соленоида, которую называет «пропорциональной».
Это значительно более сложное и технологически-продвинутое устройство теперь включает в себя отверстия, которые ранее были частью гидравлической клапанной плиты, за их открытие или закрытие отвечает золотник-плунжер. Каналы, которые ранее располагались внутри гидравлической плиты и активно изнашивались от абразивной обработки частичками металла и мусора в масле, теперь стали частью соленоида. В случае их износа, не нужно менять или восстанавливать весь гидроблок – достаточно поменять сам соленоид. Срок службы гидравлической плиты увеличился в разы, была решена самая явная проблема всех современных АКПП. Сами «пропорциональные соленоиды», конечно, не служат очень долго, но они и являются расходниками – их замена очень простая, возможна своими руками, и стоят они, в сравнении с клапанной плитой, совсем недорого. После 5–6 лет необходимо проверить их работоспособность.
В современных АКПП с этими соленоидами соседствуют и обычные, «открыт–закрыт» типа, но пропорциональные выполняют практически всю работу, обеспечивая управление 4–5 потоками масла каждый.
VFS или шариковые электрорегуляторы широко используется ZF. Они отличаются более простой и дешевой конструкцией. Вместо сложных в производстве элементов, здесь роль вентиля выполняет маленький стальной шарик.
VFS соленоид АКПП
Однако для управления такими простыми элементами требуется очень сложная система управления. Электронный блок управления требует очень точную обратную связь и вынужден постоянно адаптироваться к нарастающим потерям давления из-за постепенного износа клапана. Точная настройка и постоянно меняющиеся параметры делают работу такой АКПП очень капризной. Срок службы этих соленоидов редко превышает пять лет, уже после 2–3 лет эксплуатации их лучше проверить.
PWM. Сделаны из более прочных и надежных материалов, их стоимость дороже. Попытка сделать их надежнее – это решение самой большой проблемы современных АКПП. При открытии и закрытии потока в работе соленоида, в какие-то моменты времени неминуемо образовывалась очень маленькая щель, через которую на огромной скорости устремлялось масло, заполненное мусором и частичками металла. При большом сечении, мусор мог спокойно гулять внутри потоков масла и отталкиваться от стенок канала, но при его уменьшении крупные куски мусора буквально протаскивало под давлением по его стенкам. Что приводило к его износу. В PWM соленоидах наиболее слабые места были усилены.
PWM соленоид
Если раньше конструкции АКПП были проще, надежнее и могли ездить на жидкостях, мало напоминающих масло, то теперь современные АКПП значительно более «нежные». Ранее гидроблоки делали из чугуна, теперь же из мягкого, легкого алюминия. Из-за попыток выжать максимальное КПД, снизить потери на гидротрансформаторе, уменьшить расход топлива, повысить динамику и комфорт автомобиля все механизмы АКПП стали работать значительно более точно и нагружено. Что неминуемо привело к повышению износа всех механизмов коробки и быстрому загрязнению масла их останками. Фильтрующие элементы тоже модернизировались, но они не совершенны. Если в современной АКПП не менять масло по мере его загрязнения, оно приобретает свойства наждачной бумаги, которая на большой скорости постоянно прогоняется через все внутренности автомата. И от этого ему совсем нехорошо.
Соленоид: как проверить и почему данный элемент выходит из строя
Итак, работой соленоидов АКПП управляет ЭБУ коробкой автомат. Блок управления постоянно посылает на клапан сигналы-импульсы определенной частоты. Простыми словами, соленоид фактически контролирует давление масла, которое, в свою очередь, является рабочим телом в устройстве автомата.
Именно через масло происходит передача крутящего момента в ГДТ, осуществляется переключение передач, снимается блокировка гидротрансформатора и т.д. Получается, соленоид АКПП управляет режимами автоматической коробки передач. Первые соленоиды пришли на смену механическим устройствам еще в 80-х и с тех пор активно используются в коробке автомат.
Если просто, соленоид представляет собой устройство, где металлический стержень обвит спиралью, по которой идет постоянный ток. Стержень в корпусе подвижен, когда ток воздействует на спираль, это заставляет стержень двигаться от конца спирали к ее началу.
Также в устройстве такого соленоида (электроклапана) имеется пружина, которая усилием возвращает стержень в заданное положение. Не вдаваясь в подробности, задачей соленоида является перекрытие или открытие канала для трансмиссионного масла.
Соленоиды стоят в гидроблоке (гидравлическая клапанная плита, блок клапанов АКПП) и вставлены в канал, фиксируются болтом и прижимной пружиной. Также к соленоиду присоединен шлейф или разъем проводки для соединения с блоком управления (ЭБУ АКПП).
Фактически, соленоид соединяет гидравлику и электронику. Современные версии автоматов имеют, как минимум, четыре клапана — соленоида. Общее количество зависит от того, сколько скоростей получила та или иная коробка, насколько она сложна конструктивно и т.д.
Обратите внимание, часто проблемы в работе АКПП связаны с выходом из строя проводки, то есть ЭБУ попросту теряет связь с клапаном и автомат не может работать нормально. Также не редкость, когда сам соленоид может выйти из строя
При проверке важно учитывать, какой тип устройства используется на той или иной АКПП, так как существуют соленоиды нескольких видов
При проверке важно учитывать, какой тип устройства используется на той или иной АКПП, так как существуют соленоиды нескольких видов
При проверке важно учитывать, какой тип устройства используется на той или иной АКПП, так как существуют соленоиды нескольких видов
Виды соленоидов коробки — автомат
Если первые соленоиды работали по принципу «открытие/закрытие», то в дальнейшем устройство эволюционировало, превратившись в гидравлический клапан. Если коротко, соленоиды-регуляторы могут быть шариковыми и золотниковыми (имеют клапан – золотник).
Соленоид получил отдельный канал для масла и шариковый клапан для открытия и закрытия этого дополнительного канала. Последующее совершенствование конструкции позволило создать несколько каналов, которые отдельно перекрываются шариковыми клапанами.
Позже появились и соленоиды – регуляторы (электрорегулятор), напоминающие по устройству вентиль. В таком устройстве все зависит от частоты импульса ЭБУ, в результате чего внутреннее кривое сечение соленоида частично открывается или закрывается.
Еще можно выделить различие соленоидов как по конструкции, так и назначению. Например, линейные (пропорциональные), которые позволяют менять отдельные соленоиды без замены всего гидроблока. Тип VFS (Variable Force Solenoid) прост конструктивно, однако более сложен в управлении, имеет меньший ресурс, чем линейные аналоги.
По функциональному назначению выделяют соленоиды ЕРС (LPC, Line Pressure Control, клапан линейного давления). Это «основной» клапан, которые распределяет жидкость на остальные каналы. Еще существует клапан ТСС, так как отвечает за блокировки муфты гидротрансформатора.
Кстати, это соленоид первым выходит из строя на многих АКПП, так как через него поступает разогретое и загрязненное масло из ГДТ. Еще можно отметить shift solenoid (переключатель). Элемент отвечает за включение передач «вверх» и «вниз» и т.д.
Соленоид: как проверить и почему данный элемент выходит из строя
Итак, работой соленоидов АКПП управляет ЭБУ коробкой автомат. Блок управления постоянно посылает на клапан сигналы-импульсы определенной частоты. Простыми словами, соленоид фактически контролирует давление масла, которое, в свою очередь, является рабочим телом в устройстве автомата.
Если просто, соленоид представляет собой устройство, где металлический стержень обвит спиралью, по которой идет постоянный ток. Стержень в корпусе подвижен, когда ток воздействует на спираль, это заставляет стержень двигаться от конца спирали к ее началу.
Также в устройстве такого соленоида (электроклапана) имеется пружина, которая усилием возвращает стержень в заданное положение. Не вдаваясь в подробности, задачей соленоида является перекрытие или открытие канала для трансмиссионного масла.
Соленоиды стоят в гидроблоке (гидравлическая клапанная плита, блок клапанов АКПП) и вставлены в канал, фиксируются болтом и прижимной пружиной. Также к соленоиду присоединен шлейф или разъем проводки для соединения с блоком управления (ЭБУ АКПП).
Обратите внимание, часто проблемы в работе АКПП связаны с выходом из строя проводки, то есть ЭБУ попросту теряет связь с клапаном и автомат не может работать нормально. Также не редкость, когда сам соленоид может выйти из строя
При проверке важно учитывать, какой тип устройства используется на той или иной АКПП, так как существуют соленоиды нескольких видов
При проверке важно учитывать, какой тип устройства используется на той или иной АКПП, так как существуют соленоиды нескольких видов
Виды соленоидов коробки — автомат
Если первые соленоиды работали по принципу «открытие/закрытие», то в дальнейшем устройство эволюционировало, превратившись в гидравлический клапан. Если коротко, соленоиды-регуляторы могут быть шариковыми и золотниковыми (имеют клапан – золотник).
Соленоид получил отдельный канал для масла и шариковый клапан для открытия и закрытия этого дополнительного канала. Последующее совершенствование конструкции позволило создать несколько каналов, которые отдельно перекрываются шариковыми клапанами.
Еще можно выделить различие соленоидов как по конструкции, так и назначению. Например, линейные (пропорциональные), которые позволяют менять отдельные соленоиды без замены всего гидроблока. Тип VFS (Variable Force Solenoid) прост конструктивно, однако более сложен в управлении, имеет меньший ресурс, чем линейные аналоги.
По функциональному назначению выделяют соленоиды ЕРС (LPC, Line Pressure Control, клапан линейного давления). Это «основной» клапан, которые распределяет жидкость на остальные каналы. Еще существует клапан ТСС, так как отвечает за блокировки муфты гидротрансформатора.
Кстати, это соленоид первым выходит из строя на многих АКПП, так как через него поступает разогретое и загрязненное масло из ГДТ. Еще можно отметить shift solenoid (переключатель). Элемент отвечает за включение передач «вверх» и «вниз» и т.д.
Виды соленоидов
Как стало ясно из предыдущего пункта статьи, управление АКПП без соленоидов представить сложно. В зависимости от того, по какому принципу работают данные механизмы, принято выделять несколько поколений установок. На сегодняшний день выделяются три основных вида соленоидов:
- Первый – стандартный электромеханический клапан, работающий по принципу «полностью отрыть канал подачи масла или же полностью закрыть его». Соответственно, при открытом положении такого соленоида по каналу гидроблока свободно протекает трансмиссионная жидкость, а при закрытом — масло не течёт;
- Второй – соленоид, представленный электромагнитным клапаном. Такие механизмы одно время были очень популярны в сфере автомобилестроения, так как могли точно организовать работу АКПП. Несмотря на это, низкая надёжность электромагнитных соленоидов сильно подорвала их популярность, поэтому в масштабном автомобилестроении они практически не используются. Главная фишка данных устройств заключается в том, что стержень может не только полностью открыть или закрыть канал подачи масла, но и сделать это частично, мягко регулируя подачу трансмиссионной жидкости;
- Третий – соленоид, представленный усовершенствованным электромагнитным клапаном. Данный механизм имеет в своей конструкции не просто запирающий/открывающий канал стержень, а тонко работающий гидравлический клапан. Работа подобных соленоидов основана на том, что контроль движения масла осуществляется при помощи шарового клапана. По сути, такое устройство позволяет организовать тонкую настройку работы АКПП, но при этом является заметно надёжней второго типа соленоидов, поэтому во время своего появления получило широкое применение. Более того, новейшие соленоиды имеют в конструкции фильтрующий элемент, который при пропускании через него трансмиссионной жидкости отсеивает лишний мусор и существенно продлевает срок службы коробки.
С течением времени конструкция автомата становилась всё более и более сложной, поэтому усложнялись и принципы работы соленоидов АКПП, из-за чего они подвергались усиленной модернизации. Основные совершенствования касались того, чтобы переложить на клапан дополнительные функции по типу сброса давления в конкретном блоке сцепления коробки или заблокировать муфту гидротрансформатора.
Типы соленоидов в современных коробках
Идеи автомобильных инженеров позволили достичь подобных задач. Теперь многочисленные типы соленоидов не только отвечают за переключение передач, но и тонко управляют режимами работы АКПП. Сегодня стандартный автомат имеет в конструкции 6 типов соленоидов:
- Соленоид EPC-формации или клапан линейного давления. Данный соленоид является важнейшим в конструкции АКПП и всегда стоит в гидроблоке первым. Основной функцией линейного соленоида является контроль подачи масла в конкретный канал. Нагрузка на данный механизм высока, поэтому он ломается чаще всего и подлежит первоочередной проверке;
- Соленоид TCC-формации или клапан, блокирующий муфту гидротрансформатора. Данное устройство, как правило, включается при работе мотора на высоких оборотах и частично отвечает за повышение КПД мотора. При «слабой» езде этот соленоид не работает;
- Соленоид Shift-формации или клапан-шифтовик. Располагается за линейным клапаном, имеет сложную структуру и выполняет важнейшую функцию всего гидроблока – переключает передачи посредством отточенной подачи трансмиссионной жидкости по соответствующим каналам;
- Управляющий соленоид. Пожалуй, наиболее простое устройство во всём гидроблоке, ибо имеет лишь одну несложную функцию – контроль за работой всех остальных соленоидов. Функционирование управляющего клапана очень схоже с тем, как работает транзистор любой микросхемы;
- Соленоид проскальзывания. Подобный клапан организует плавность перехода с одной передачи на другую, то есть, переводя работу автомата в режим проскальзывания;
- Соленоид охлаждения. Этот же механизм пускает нагретое масло АКПП в отделы охлаждения, что необходимо для стабильной работы коробки.
С этим читают
- Соленоидный электромагнитный клапан: где используется + виды и принцип работы
- Таблицы удельной теплоемкости веществ (газов, жидкостей и др.)
- Диагностика акпп: что, где, когда
- Ремонт автоматической коробки передач как альтернатива покупки новой акпп: стоимость, плюсы и минусы
- Клапан egr
- Ускорение
- Система вентиляции картера двигателя: устройство, принцип работы, основные неисправности
- Разница между реальным и идеальным газом
- После прогрева двигателя загорается лампочка давления масла
- Ширина колесных дисков
Второе поколение соленоидов
В отличие от предыдущего механизма, соленоид-электроклапан имеет канал для масла с входом и выходом и является по своей сути гидравлическим клапаном. Запирание и отпирание потока масла в этом соленоиде осуществляется за счет шарового клапана, выполненного из металла. Несмотря на то что этот вид соленоидов более сложный, его конструкция куда более надежна. Помимо этого, такой тип соленоидов значительно проще менять, для этого всего лишь нужно отсоединить разъем и вытащить уплотнительное кольцо, за счет которого соленоид держит давление. Соленоид-электроклапан, как и электрические контакты, может быть нормально-закрытым или нормально-открытым. Это означает, что в первоначальном состоянии такой соленоид или открыт, или закрыт, а под действием электрического тока будет приходить в обратное положение. Пока на соленоид не подается ток, он возвращается в первоначальное положение под действием возвратной пружины. При подаче электрического тока магнитное поле, порождаемое обмоткой, будет толкать плунжер в обратном направлении с силой, достаточной для преодоления сопротивления возвратной пружины. В современных АКПП в каналах соленоидов располагаются маленькие металлические фильтры, в виде сеточки, которые останавливают мусор и не дают соленоиду или его каналу загрязнятся.
Соленоиды второго поколения
Причины неисправности
Гидротрансформатор — устройство не очень сложное, однако в процессе эксплуатации автоматической трансмиссии он изнашивается и постепенно выходит из строя. Перечислим, какие именно системы могут поломаться, и по каким причинам.
Фрикционные пары
Внутри гидротрансформатора есть так называемая блокировка, которая, по сути является элементом автоматического сцепления. Механически работает она схоже с классическим сцеплением МКПП. Соответственно, имеет место износ фрикционных дисков, их отдельных пар, либо всего комплекта. Кроме этого, элементы износа фрикционных дисков (металлическая пыль) загрязняют трансмиссионную жидкость, из-за чего могут забиться каналы, по которым проходит жидкость. Из-за этого падает давление в системе, а также страдают другие элементы автоматической трансмиссии — гидроблок, радиатор охлаждения и прочие.
Лопатки лопастей
Металлические лопатки под воздействием высоких температур и наличия в трансмиссионной жидкости абразива также со временем изнашиваются, и добавляют в масло еще больше металлической пыли. Из-за этого снижается эффективность работы гидротрансформатора, снижается общее давление жидкости в системе трансмиссии, ну а из-за грязной жидкости растет перегрев системы, изнашивается гидроблок, увеличивается нагрузка на всю систему. В самых худших случаях возможна полная поломка одной или нескольких лопастей на крыльчатке.
Разрушение сальников
Под воздействием горячей и загрязненной жидкости АТФ увеличивается нагрузка на резиновые (пластмассовые) сальники-уплотнители. Из-за этого страдает герметичность системы, и возможна утечка трансмиссионной жидкости.
Блокировка гидротрансформаторов АКПП
На старых коробках-автомат блокировка (сцепление), у которых управление им было механическое, непосредственно блокировка срабатывала реже, только на высших передачах. Поэтому ресурс таких коробок был выше, а интервал по замене трансмиссионной жидкости — больше.
На современных же машинах блокировка срабатывает, то есть, гидротрансформатор блокируется на всех передачах, а специальный клапан регулирует силу его прижатия. Так, при плавном разгоне блокировка включается частично, а при резком — она включается практически сразу. Делается это для снижения потребления топлива, а также для увеличения динамических характеристик машины.
Одна другая сторона медали в данном случае заключается в том, что в таком режиме работы значительно возрастает износ закладок блокировки. В том числе быстро изнашивается (загрязняется) трансмиссионная жидкость, в ней появляется много мусора. С увеличением пробега плавность блокировки падает, а при разгоне или при обычной езде машина начнет немного дергаться. Соответственно, масло в АКПП нужно менять примерно на 60 тысячах километров пробега, поскольку в зону риска попадает уже вся система автоматической трансмиссии.
Износ подшипников
В частности, опорных и промежуточных, между турбиной и насосом. При этом обычно слышится хруст или свист, издаваемый непосредственно упомянутыми подшипниками. Особенно хрустящие звуки слышны при наборе скорости, однако при выходе машины на стабильную скорость и нагрузку звуки обычно пропадают, если подшипники не изношены до критического состояния.
Потеря свойств трансмиссионной жидкости
Если жидкость ATF находится в системе трансмиссии уже давно, то она чернеет, густеет, в ее составе появляется много мусора, в частности, металлической крошки. Из-за этого страдает и гидротрансформатор. Особенно критична ситуация, когда жидкость не только теряет свои свойства, но и падает ее общий уровень (количество в системе). В таком режиме гидротрансформатор будет работать в критическом режиме, при критических температурах, что значительно снижает его общий ресурс.
Обрыв соединения с валом АКПП
Это критическая поломка, которая, правда, случается крайне редко. Заключается она в том, что происходит механический обрыв шлицевого соединения турбинного колеса с валом коробки-автомат. В этом случае движение автомобиля в принципе невозможно, поскольку от двигателя на АКПП крутящий момент не передается. Ремонтные работы заключаются в замене вала, восстановлении шлицевого соединения либо же полной замене гидротрансформатора в критических случаях.
Поломка обгонной муфты
Внешним признаком поломки обгонной муфты АКПП будет ухудшение динамических характеристик машины, то есть, она будет хуже разгоняться. Однако без дополнительной диагностики невозможно точно установить, что виновата в этом именно обгонная муфта.
Датчики в автоматической коробке передач
Гидромеханическая коробка автомат является наиболее распространенным типом АКПП. Работает данный агрегат благодаря тому, что в клапанной плите (гидроблоке) перераспределяется рабочая трансмиссионная жидкость ATF.
Если просто, переключение передач и активация различных режимов становится возможным благодаря подаче трансмиссионного масла под давлением по специальным каналам гидроблока. При этом распределение потоков ATF происходит под управлением электронного блока посредством открытия и закрытия специальных клапанов (соленоидов АКПП).
Чтобы вся система работала корректно, передачи включались своевременно, в ЭБУ постоянно поступает информация от группы датчиков, которые учитывают положение педали газа, скорость движения ТС, нагрузку на двигатель, температуру ATF, давление трансмиссионного масла и т.д. Далее мы рассмотрим основные датчики АКПП, их назначение и принцип работы.
Проверка соленоидов АКПП: что нужно знать
Начнем с того, что соленоид АКПП фактически является электромагнитным клапаном-регулятором. Основной задачей является своевременное открытие и закрытие масляного канала, по которому под давлением подается рабочая трансмиссионная жидкость ATF.
При этом важно понимать, что соленоиды коробки автомат, как и любые другие устройства, имеют ограниченный срок службы, могут работать со сбоями или выходит из строя при определенных условиях. Далее мы рассмотрим, какие неисправности соленоидов часто возникают, что делать в данной ситуации и как проверить соленоиды АКПП на работоспособность. Читайте в этой статье
Читайте в этой статье
Соленоид: как проверить и почему данный элемент выходит из строя
Итак, работой соленоидов АКПП управляет ЭБУ коробкой автомат. Блок управления постоянно посылает на клапан сигналы-импульсы определенной частоты. Простыми словами, соленоид фактически контролирует давление масла, которое, в свою очередь, является рабочим телом в устройстве автомата.
Именно через масло происходит передача крутящего момента в ГДТ, осуществляется переключение передач, снимается блокировка гидротрансформатора и т.д. Получается, соленоид АКПП управляет режимами автоматической коробки передач. Первые соленоиды пришли на смену механическим устройствам еще в 80-х и с тех пор активно используются в коробке автомат.
Если просто, соленоид представляет собой устройство, где металлический стержень обвит спиралью, по которой идет постоянный ток. Стержень в корпусе подвижен, когда ток воздействует на спираль, это заставляет стержень двигаться от конца спирали к ее началу.
Также в устройстве такого соленоида (электроклапана) имеется пружина, которая усилием возвращает стержень в заданное положение. Не вдаваясь в подробности, задачей соленоида является перекрытие или открытие канала для трансмиссионного масла.
Соленоиды стоят в гидроблоке (гидравлическая клапанная плита, блок клапанов АКПП) и вставлены в канал, фиксируются болтом и прижимной пружиной. Также к соленоиду присоединен шлейф или разъем проводки для соединения с блоком управления (ЭБУ АКПП).
Фактически, соленоид соединяет гидравлику и электронику. Современные версии автоматов имеют, как минимум, четыре клапана — соленоида. Общее количество зависит от того, сколько скоростей получила та или иная коробка, насколько она сложна конструктивно и т.д.
Обратите внимание, часто проблемы в работе АКПП связаны с выходом из строя проводки, то есть ЭБУ попросту теряет связь с клапаном и автомат не может работать нормально. Также не редкость, когда сам соленоид может выйти из строя
При проверке важно учитывать, какой тип устройства используется на той или иной АКПП, так как существуют соленоиды нескольких видов
