Гидротрансформатор — Википедия

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 себ…

«Бублик» в коробке автомат: что это такое

Бублик АКПП что это такое

Итак, «бубликом» в обиходе принято называть гидротрансформатор. Такое название устройство получило благодаря своей форме. Как правило, ГДТ устанавливается в паре с «клаccическими» гидромеханическими АКПП и вариаторами CVT. Также изредка данный элемент ставится в паре с преселективными коробками.

Чтобы было понятно, гидротрансформатор фактически является сцеплением коробки-автомат. Основной его задачей является преобразование и передача крутящего момента от двигателя на коробку. При этом в устройстве нет дисков сцепления (по аналогии с МКПП), которые взаимодействуют между собой путем замыкания и прямого контакта.

Если просто, «бублик» АКПП работает подобно гидравлическому редуктору. ГДТ (гидромуфта) снижает обороты, повышает крутящий момент с коэффициентом трансформации до 2.4. При этом энергия передается через поток трансмиссионной жидкости ATF (трансмиссионного масла АКПП). Результат — мягкое включение передач, отсутствие ударных нагрузок.

В двух словах, коленвал двигателя связан с насосным колесом. Это колесо внутри ГДТ разгоняет трансмиссионное масло, после чего происходит его перенаправление на турбинное колесо. Турбинное колесо связано с АКПП. Масло раскручивает турбинное колесо, после чего перенаправляется обратно на насосное колесо.

Также жидкость попадает на лопатки направляющего колеса-реактора. Это колесо ускоряет поток жидкости и перенаправляет его в сторону вращения. В результате поток жидкости ускоряется до момента выравнивания скорости вращения насосного и турбинного колес.

В этот момент гидротрансформатор начинает работать в режиме гидромуфты, когда крутящий момент уже не преобразуется, колесо-реактор крутится свободно, не влияя на поток жидкости.

Чем большей оказывается разница в скорости вращений насосного и турбинного колес, тем большее ускорение получает поток жидкости ATF. Однако минусом является высокий нагрев. От нагрева КПД «бублика» падает. Если же происходит выравнивание скорости вращения колес, передавать кутящий момент через жидкость уже нет острой необходимости (с учетом потерь).

По этой причине ГДТ получили элементы фрикционного сцепления, то есть передача момента основана на трении. Такой режим называется блокировка гидротрансформатора, когда происходит соединение входного и выходного валов, то есть передача момента идет напрямую.

На начальном этапе блокировка срабатывала в автоматическом режиме (к срабатыванию приводило давление рабочей жидкости). В дальнейшем АКПП получили электронное управление, а за блокировку ГДТ стал отвечать отдельный клапан.

В любом случае, основной задачей стало решение соединять валы напрямую, исключая передачу момента через масло. Также несколько изменились и функции фрикционных накладок блокировки. Подобно сцеплению механической коробки,  при разгоне автомобиля с АКПП фрикционы блокировки  ГДТ немного смыкаются, слегка пробуксовывают, при этом момент передается на коробку более эффективно, без сильных потерь.

При этом блокировка гидротрансформатора в современных АКПП происходит как можно раньше, чтобы повысить КПД. Получается, «бублик» сегодня эффективно объединяет в себе функции гидравлического редуктора и обычного механического сцепления.

Как может показаться на первый взгляд, решение оптимальное. Однако вполне очевидно, что высокий нагрев жидкости ATF никуда не делся (особенно в паре с мощными ДВС), а наличие фрикционных (трущихся) элементов блокировки в конструкции говорит о том, что они подвержены износу.

Именно по этой причине гидравлический узел, который кажется очень надежным, на самом деле  испытывает значительные нагрузки,  быстро изнашивается и вполне может выйти из строя при определенных условиях.

Другими словами, в гидротрансформаторе вполне могут возникать преждевременные и неожиданные поломки. Специалисты также не без оснований считают «бублик» слабым звеном в устройстве АКПП.

Зачем нужен гидротрансформатор (бублик) в АКПП

Гидравлический трансформатор является одним из важнейших агрегатов автомобиля, обеспечивающий связь между мотором и трансмиссией, по сути выполняющий функции сцепления и некоторые другие.

Из-за внешнего сходства с хлебобулочным изделием он получил название «бублик» среди автомехаников.

Читайте также: Автоматическая Коробка Передач АКПП — принцип работы, устройство и эксплуатация

Основные функции гидротрансформатора:

  • передача крутящего момента с его двукратным преобразованием в сторону увеличения;
  • частичное выполнение функции сцепления как в МКПП, при изменении ступеней бублик разрывает прямую связь ДВС и трансмиссии;
  • защита АКПП при быстром наборе скорости и торможении двигателем;
  • при смене передачи гидравлический трансформатор частично забирает крутящий момент на себя, обеспечивая плавную смену ступеней.

История появления

Впервые принцип передачи крутящего момента посредством рециркуляции жидкости между двумя лопастными колесами без жесткой связи был запатентован немецким инженером Германом Феттингером в 1905 году. Устройства, работающие на основе данного принципа, получили название гидромуфта. В то время развитие судостроения требовало от конструкторов найти способ постепенной передачи крутящего момента от парового двигателя к огромным судовым винтам, находящимся в воде. При жесткой связи вода тормозила резкий ход лопастей при запуске, создавая чрезмерную обратную нагрузку на двигатель, валы и их соединения.

Впоследствии модернизированные гидромуфты стали использоваться на лондонских автобусах и первых дизельных локомотивах в целях обеспечить их плавное трогание с места. А еще позже гидромуфты облегчили жизнь и водителям автомобилей. Первый серийный автомобиль с гидротрансформатором, Oldsmobile Custom 8 Cruiser, сошел с конвейера завода General Motors в 1939 году.

Как действует гидротрансформатор АКПП

Современный гидротрансформатор блокируется при сравнивании скоростей оборотов валов – входного и выходного. На практике это случается после развития скорости транспортного средства, равной более 70 км/час. Тормозная накладка поршня гидротрансформатора замедляет вращение масляной жидкости. Валы двигателя внутреннего сгорания и коробки передач взаимно фиксируются. Силовой агрегат и трансмиссия образуют единое целое, происходит синхронное вращение валов.

Гидромуфта

Когда гидротрансформатор полностью передает вращение на АКПП от силового агрегата, потери мощности равны нулю. Данная функция гидротрансформатора напоминает действие педали механизма сцепления на коробке перемены передач механического типа.

Во время работы гидротрансформатора кинетическая энергия двигателя расходуется на движение масла, которое разогревается от трения. При взаимном касании фрикциона со стальным диском происходит интенсивное истирание накладки, фрагменты износа в виде пыли попадают в масляный состав гидротрансформатора. Стабильность работы автоматической трансмиссии и ходовой части находится в прямой зависимости от степени износа фрикционных накладок и смазочного материала.

Преимущества

  • Плавность движения и троганья с места.
  • Снижение вибраций и нагрузок на трансмиссию от неравномерности работы двигателя.
  • Возможность увеличения крутящего момента двигателя.
  • Отсутствие необходимости обслуживания (замены элементов и т.д.).

Признаки проблем с гидротрансформатором АКПП

Неисправности гидротрансформатора признаки симптомы

Как правило, на проблемы с ГДТ указывает состояние масла в коробке автомат. Проверять состояние смазки рекомендуется, как минимум, один раз в месяц. Зачастую это позволяет своевременно выявить неполадки АКПП или гидротрансформатора и сразу заняться их устранением.

  • Если цвет ATF после замены быстро меняется (изначально прозрачное масло мутнеет, темнеет и становится непрозрачным), это часты признак проблем с фрикционными накладками.
  • Также на неполадки ГДТ указывают признаки, когда автомобиль хуже тянет, теряется динамика разгона, увеличился расход топлива, заметны рывки при спокойном движении или в режиме торможения двигателем, появились вибрации, слышен вой при замедлении, машина стала откатываться назад при трогании в гору.

Таки или иначе, указанные выше признаки и симптомы являются основанием для того, чтобы проверить «бублик». Зачастую вовремя принятые меры позволяют избежать серьезного повреждения как ГДТ, так и самой АКПП.  

Применение[править | править код]

Гидротрансформаторы широко используются на транспорте: от легковых автомобилей и лёгких вилочных погрузчиков до сверхтяжёлых специальных грузовых шасси. Чаще всего работают с планетарными коробками передач, хотя встречаются и сочетания с обычными двух- и трёхвальными конструкциями. Популярность снабжённых гидротрансформатором машин в зависимости от региона может очень сильно различаться. Так, на конец XX 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.

В СССР, а позднее в СНГ использовались 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 маневровых тепловозов (ТГМ3, ТГМ6, ТГК2) и магистральных локомотивов — ТГ102, ТГ16, ТГ22. Кроме того, гидротрансформаторы используются в трансмиссиях некоторых типов подъёмных кранов и экскаваторов с канатным приводом рабочих органов, в приводах рудничных и карьерных ленточных конвейеров. Также гидротрансформаторы устанавливались в привод гребных винтов самого мощного в СССР речного буксира-толкача Маршал Блюхер, что позволяло двигателям теплохода-гиганта эффективно работать на малых скоростях без применения гребных винтов регулируемого шага (реализация которых на речных судах весьма затруднительна).

Как проверить ГДТ АКПП

Автовладельцев интересует, как проверить работу гидротрансформатора. Эксперты утверждают, что без разборки ГДТ проверка «бублика» невозможна. На мониторе приборной панели могут вылезать коды ошибки о неисправностях, аварийный режим, но окончательный вердикт может быть вынесен только после разбора ГДТ.

Проверка ГДТ

Так происходит потому, что большинство неисправностей случается на механическом уровне. Это требует разобрать каждую комплектующую по отдельности и осматривать визуально.

В домашних условиях, в гараже автовладелец сможет разобрать гидротрансформатор только в том случае, если хорошо понимает принцип работы и устройства аппарата. Необходимо иметь специальный станок, на котором можно зажать «бублик» и аккуратно разрезать его, чтобы добраться до внутренней части. А также понадобятся специализированные инструменты, чтобы определить неисправность и удалить ее.

Читать

Ремонт АКПП Renault Megane своими руками

Если автовладелец не силен в этом или не механик со стажем, то, при первых признаках неисправностей, лучше обратиться к опытным механикам на СТО. Какими могут внешние проявления поломки ГДТ АКПП в следующем блоке.

Двухмашинный гидротрансформатор[править | править код]

В системах объёмного гидропривода встречаются агрегаты, носящие название гидравлических трансформаторов, но не имеющие по конструкции ничего общего с гидродинамическими трансформаторами. Пример — агрегат НС53, стоящий на самолёте Ан-124 «Руслан» и некоторых других, состоит из двух одинаковых гидромашин (мотор-насосов) с общим валом, каждая из которых подключена к своей автономной гидросистеме. В какой из систем больше давление — машина той системы вращает вал и передаёт механическую энергию другой машине, которая создаёт давление в своей системе. Такая конструкция позволяет передавать энергию из системы в систему без обмена жидкостью, что при разгерметизации или загрязнении одной гидросистемы исключает отказ другой. На самолётах Airbus аналогичный агрегат называется power transfer unit (PTU).

См. также[править | править код]

  • Ретардер
  • Гидромуфта
  • Гидродинамическая передача

Не блокируется

Гидротрансформатор не будет блокироваться в следующих случаях:

Не блокируется

  • разгон;
  • подъем в горку;
  • другие маневры, которые выполняет водитель.

Читать

Отзывы и устройство акпп dp2

Если же автомат в течение трех минут двигается с одинаковой скорость и не происходит блокировки, то он не исправен. Часто водители могут наблюдать, как блокирование происходит посредством толчка или пинка коробки. При исправном гидротрансформаторе эти действия должны совершаться АКПП плавно, незаметно для водителя.

Если гидротрансформатор не блокируется при ровной езде по автомагистрали – это признаки неисправности.

Система охлаждения

Главная причина из-за которой АКПП выходит из строя явялется её перегрев. Чтобы охлаждать рабочую жидкость (ATF) используют радиаторы и теплообменники.

Как работает гидротрансформатор в акпп видео
АКПП с внешним радиатором охлаждения

Как работает гидротрансформатор в акпп видео
АКПП с радиатором охлаждения встроенным в радиатор охлаждения двигателя

Как работает гидротрансформатор в акпп видео
АКПП с теплообменником

Причины, связанные с коробкой

Вибрацию способны вызывать некоторые неполадки АКПП:

  • Деформация первичного вала коробки.

Образец первичного вала:

первичный вал акпп

Изменение геометрии вала, произошедшее по некоторой причине, способно провоцировать вибрацию и биение, ощущаемое водителем. Коробка будет вибрировать при разгоне, вне зависимости от активной в данный момент передачи.

  • Недостаточный уровень масла.

Нехватка трансмиссионной жидкости вызывает масляное голодание элементов, автоматические коробки особенно чувствительны к количеству масла. Если его недостаточно, узлы коробки изнашиваются в ускоренном темпе, со временем АКПП начинает вибрировать, «толкаться», скрежетать, пока не выйдет, в итоге, из строя.

  • Плохое качество масла.

Неверный тип жидкости, залитой в коробку, износ масла и загрязнение его посторонними частицами также способно стать причиной «пинков» коробки и вибраций. Кроме того, схожие симптомы проявляются иногда и при езде в холода на непрогретой коробке, когда масло вязкое и не обеспечивает должных эксплуатационных характеристик.

  • Износившиеся подушки коробки.

Промывка соляркой: все за и против

Хоть промывка АКПП соляркой является доступным методом, эксперты не рекомендуют этого делать. Этот тип промывки можно проводить только в том случае, если существует крайняя необходимость.

Керосин

Плюсы промывки АКПП соляркой:

  • капитальная очистка;
  • не нужно возиться с разбором коробки. Процедура состоит из двух шагов: залить солярку вместо слитых 4 литров масла. Запустить двигатель и дать ему поработать в течение 20 минут. Слить отработку и залить свежее масло.

Однако, есть и минусы:

  • разрушение узлов, чувствительных к химическим соединениям керосина или солярки, из которых состоит горючее;
  • уничтожит мембрану фильтрующего устройства
  • разъест сальники, если перелить керосина.

Если у автовладельца нет навыков по промывке АКПП, то промывка соляркой – не выход. Лучше не трогать автомат до тех пор, пока не наступит срок технического обслуживания.

Внимание! После промывки эксперты рекомендуют завести двигатель и проехать 10 километров. Обратить внимание на появление шумов, пинков и рывков. Если их нет, если авто заводится и двигается без ошибок на мониторе панели, то промывка прошла удачно.

Планетарная коробка передач

Хотя гидротрансформатор может сам изменять крутящий момент, но это происходит в очень узком диапазоне, что явно недостаточно для нормального движения автомобиля. Поэтому к гидротрансформатору подсоединяют коробку перемены передач в основе которой находятся планетарные редукторы.

Как работает гидротрансформатор в акпп видео

Все пары шестерен редуктора находятся в постоянном зацеплении.

Лучше всего работу планетарного редуктора демонстрирует видеоролик:

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...