Гідротрансформатор є невід’ємним атрибутом будь-якого сучасного автомату. Не обходяться без нього і потужні варіатори, щоб забезпечити плавність руху на малій швидкості. Але іноді він виходить з ладу.
Здавалося б, це чисто гідравлічний вузол і ламатися там нічому, хіба що протекти може. Але ні, сучасний гідротрансформатор складний пристрій і скоріше є вузлом з обмеженим терміном служби, після чого повинен пройти процедуру відновлення. Що ж з ним відбувається, що у нього всередині і як це полагодити?
Принцип роботи
Основним завданням гідротрансформатора завжди було перетворення крутного моменту і оборотів: він працює як гідравлічний редуктор, який вміє знижувати оберти і підвищувати крутний момент з коефіцієнтом трансформації до 2.4. Заснована його робота на передачі енергії через потік рідини – в даному випадку трансмісійного масла, яке ми всі знаємо як ATF (automatic transmission fluid).
Колінчастий вал мотора пов’язаний з насосним колесом, яке розганяє рідина і відправляє її на турбінне колесо. Турбінне колесо в свою чергу пов’язане з коробкою передач. Рідина розкручує турбінне колесо і відправляється назад на насосне. Але перед цим вона потрапляє на лопатки направляючого апарату, виконаного у вигляді колеса-реактора, яке прискорює потік рідини і направляє його в бік обертання.
Таким чином потік рідини прискорюється до тих пір, поки швидкості обертання насосного та турбінного коліс не вирівнюються, і тоді гідротрансформатор переходить в режим гідромуфти, при якому перетворення крутного моменту не відбувається, а направляючий апарат починає вільно обертатися.
Чим більша різниця швидкостей обертання турбінного і насосного коліс, тим більше прискорюється потік рідини, але при цьому вона починається нагріватися, а ККД гідротрансформатора падає – більше енергії йде в нагрів. Коли ж швидкості обертання коліс вирівнюються, то в передачі моменту через рідину з великими втратами сенсу немає.
Тому з часом в гідротрансформатори стали впроваджувати елементи звичайного фрикційного зчеплення, заснованого на терті. Називається це блокуванням гідротрансформатора. Суть блокування в з’єднанні вхідного і вихідного валів, щоб передавати момент безпосередньо. Без неї старі машини з АКПП, так би мовити, не їхали.
На найстаріших конструкціях блокування спрацьовувала автоматично, за рахунок тиску робочої рідини, але з появою АКПП з електронним управлінням функція стала управлятися окремим клапаном. Говорити ж про способи реалізації блокування потрібно в окремій статті, тому що їх безліч. Але сенс один – з’єднувати вали і тимчасово виключати з ланцюжка передачі крутного моменту трансмісійне масло.
А незабаром на фрикціони блокування поклали завдання, подібні до завдань звичайного зчеплення механічної КПП – при розгоні вони трохи замикалися, пробуксовуючи і допомагаючи передавати крутний момент, а саме блокування стало спрацьовувати дуже рано, щоб зменшити втрати в гідротрансформаторі. Власне, сучасні гідромеханічні автомати вже не можна назвати класичними – це вже якийсь гібрид.
І чим потужнішими ставали двигуни, тим сильніше нагрівалася рідина, тим складніше було забезпечити його охолодження, і тим більше роботи з передачі крутного моменту намагалися перекласти на зчеплення блокування.
Що ламається в гідротрансформаторі?
Раз є зчеплення всередині гідротрансформатора, значить, воно зношується – вічних фрикційних пар не буває. До того ж продукти їх зносу забруднюють нутрощі, потік гарячої рідини з абразивом виїдає метал лопаток та інших внутрішніх частин. Також потихеньку старіють, виходять з ладу від перегріву або просто руйнуються ущільнення-сальники, а іноді виходять з ладу підшипники або навіть ламаються лопасті турбінних коліс.
Продукти зносу фрикційної накладки потрапляють і в саму АКПП, адже охолодження йде прокачуванням масла через насос коробки і загальний теплообмінник. А в гідроблоках АКПП є ще багато різних місць, де бруд може щось забити або рідина може проточити зайві отвори, пошкодити соленоїдні клапани, замкнути провідники.
Загалом, з часом гідротрансформатор стає основним джерелом бруду в АКПП, який обов’язково виведе її з ладу.
Таким чином гідротрансформатор потрібно міняти або ремонтувати, поки він не зламав всю коробку передач. До слова, старі АКПП, у яких блокування спрацьовувало рідко, тільки на вищих передачах або її не було зовсім, мають помітно більший інтервал заміни масла і ресурс.
До чого це призводить, можна побачити на прикладі широко поширених 5-ступінчастих АКПП Mercedes 722.6. Вона ставилася на кілька десятків моделей Mercedes-Benz, Jaguar, Chrysler, Dodge, Jeep і SsangYong з 1996 року і ставиться до цього дня.
У цій коробці передач гідротрансформатор блокується на всіх передачах, і спеціальний клапан регулює його притиснення. Навіть при плавному розгоні включається часткове блокування, а при різкому блокування включається майже відразу. Машина виходить економічною і динамічною.
А ось знос накладок блокування йде швидко, і якщо не міняти масло вчасно, то при пробігах понад 100 тис. км. плавне блокування стає не таким вже й плавним, змушуючи машину смикатися, а продукти зносу пошкоджують постійно працюючі клапани соленоїда блокування, підсилюючи ефект.
Але навіть якщо масло міняти, то все одно до пробігу в 200 тисяч накладки зносяться і створять дуже багато сміття, яке зруйнує клапан і, зрозуміло, коробка почне працювати жорстко, з ударами. У підсумку, якщо вчасно не відремонтувати, вся АКПП відправиться на звалище.
Ремонт
Сам гідротрасформатор в зборі – дороге задоволення. Вартість ремонту ж починається з 1000 – 3000 гривень, без урахування вартості зняття АКПП, зрозуміло. Повністю виходить з ладу цей вузол тільки при найзапущеніших випадках, і зазвичай його вдається реанімувати повністю. Але як і в будь-якій справі, тут важливий професіоналізм виконавців. Адже точна гідравліка працює з високими оборотами і при високій швидкості струму рідини, найменше порушення співвісності валів, дисбаланс або механічні пошкодження нутрощів можуть вивести з ладу не тільки сам гідротрансформатор, а й АКПП, її насос або навіть двигун машини.
Признаки, що гідротрансформатор вийшов з ладу
Якщо масло в АКПП швидко темніє після заміни, машина стала витрачати більше палива, відчуваються ривки при рівномірному русі або при гальмуванні двигуном, то – скоріше до майстра. Не такий вже дорогий його ремонт, а коли він несправний, то може накоїти дуже багато біди.
Експлуатація гідротрансформатора
Інструкція буде простою. По-перше, не потрібно захоплюватися їздою на високих оборотах – гідротрансформатори в такому режимі зношуються швидше. По-друге, трохи менше перегрівайте машину. По-третє, регулярно міняйте масло.
