Ремонт гидротрансформаторов

Гидродинамический трансформатор (Гидротрансформатор) это герметично заваренный узел, передающий вращательный момент от Двигателя  Автоматической трансмиссии при помощи двух вращающихся в масле турбин. Раньше этот узел носил название гидромуфта, потому что не трансформировал дополнительное вращение в дополнительный момент.

Название «Гидротрансформатор» или Torque Converter от того, что во время разгона происходит 2-х кратное увеличение вращающего момента за счет почти 2-х кратного уменьшения скорости вращения. Чем выше скорость — 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 «LysholmSmith» первой применила гидромуфту для автобусов.

В 1940 году гидромуфтами стали оснащаться первые легковые авто Oldsmobile.

А с 1947 года – стал использоваться серийно в производстве автомобилей. (Бьюик «Роудмастер»).

 

Для чего нужен Гидротрансформатор  в АКПП?

ГДТ  позволяет устранить педаль сцепления, обеспечивает плавность разгона, увеличивает крутящий момент при разгоне и позволяет двигателю работать  во время остановки при включенной передаче.

Гидротрансформатор осуществляет гидравлическое сцепление между двигателем и автоматической коробкой передач.

вентиляторВ отличии от механического сцепления в МКПП, ГДТ передает крутящий момент от ведущего вала 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 обычно наступает на 60-70 км/ч), включается блокировка ГДТ, с помощью фрикционной накладки вращение масла останавливается, а валы двигателя и трансмиссии соединяются напрямую. Гидротрансформатор в этом режиме выключается и передает 100% вращения. Сравнимо с отжиманием сцепления при переключенной скорости.

Фактически, пока ГДТ работает —  он тратит кинетическую энергию двигателя на вращение масла и как следствие — на нагрев масла от трения. Эти две побочных функции ГДТ и являются главными проблемами, которые влияют на жизнь автоматической трансмиссии.

 

КПД Гидротрансформаторов.

— Средний КПД 3-х и 4-х ступенчатых АКПП составлял от 75 до 85%. И ГДТ выключался на скорости ок. 60 км/час. В момент, когда включается блокировка — КПД 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.

режим проскальзывания ГДТ (АКПП 5-ти ступенчатые 2002-2004 гг)В последних конструкциях  6-ти ступенчатых АКПП с введением интеллектуальной электронной системы управления и линейных соленоидов>>> средний кпд ГДТ удалось довести до 95%. Оптимизация достигается за счет того, что гидротрансформатор выключается (муфта замыкается) так рано, как это возможно (уже со 2-й скорости) и разблокируется как можно позднее при снижении скорости. Практически приближаясь к режиму работы педали сцепления на МКПП.

Введен еще так называемый  «режим регулируемого проскальзывания» фрикциона блокировки, когда фрикцион вместо масла и крыльчаток раскручивает вал трансмиссии, что приводит к дополнительному нагреву и загрязнению масла продуктами износа этого фрикциона.

Это привело к таким неприятным последствиям:

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 твердостью 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 каналами гидроблока и соленоидов.

замена ступицы Гидротрансформатора 2. Полустертый фрикцион все хуже держит контакт и все сильнее проворачивается, еще сильнее нагревая «бублик». Так на первом месте с большим отрывом стоят бублики 5HP19 которые почти всегда приходят в ремонт с перегретым хабом пилота, который приходится вырезать и вваривать новый. Довольно сложная и ответственная работа.

3. Перегретое масло (свыше 140 градусов) за несколько дней убивает резину сальников и уплотнителей и остатки фрикциона. И хотя в новых 6-ти ступенчатых АКПП немецких и американских производителей вместо приклеиваемой фрикционной накладки  стали использовать настоящий фрикционный диск с карбоном (по моде, введенной Мерседесом), перегретый фрикцион быстрее истирается и еще быстрее пачкает масло. Поэтому замены фрикционов гидротрансформатора — стали обязательной регламентной работой на всех АКПП Мерседеса и ZF 6HP26 /28.

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 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. Жидкости вымывают из плотного сглаженного нагара легко вымываемые элементы, превращая поверхность из «холмистой равнины» в «скалистые горы».

И еще —  температура нагрева масла ATF (масло в коробке греется в первую очередь вращающимися турбинами гидротрансформатора, не учитывая нагрева от «лысых и голодных» фрикционов АКПП), напрямую влияет на продолжительность жизни коробки между капремонтами. Если не очистить внутренние поверхности, то в процессе дальнейшей работы не просто теряется мощность двигателя на пару процентов — масло греется гораздо быстрее. А как утверждают эксперты: АКПП работающая при температуре до 90 градусов может служить вечно.

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

При температуре выше 100 градусов срок службы фрикционов сокращается, резина поршней дубеет, соленоиды и датчики быстрее стареют и умирают.

Температура ATF от 130 до 150 градусов сокращает ресурс 4-х ступенчатой АКПП в десятки раз. Год за десять.

Что изнашивается в гидротрансформаторах?

Гидротрансформатор Поршень бокировки
Самая распространенная причина, вызывающая необходимость ремонта гидротрансформаторов — износ Фрикционной накладки Поршня блокировки ГДТ — тормоза. (справа)

При ремонте старую накладку удаляют, очищают место установки и наклеивают новую фрикционную накладку сцепления. Без этой накладки или с лысым фрикционом гидротрансформатор вполне может работать и мало кто замечает разницу.

Но в  случае если старую накладку вовремя не заменить, то износившиеся и отслоившиеся обрывки накладки попадают в линию и забивают каналы гидроплиты («мозги»), приводя к цепной реакции масляного голодания — нагрева — износа — сгорания муфт, ступиц и втулок.

фрикционы ГидротрансформатораЧто касается нового поколения ГДТ для 6-ти ступенчатых АКПП, работающих при температуре 120 градусов, где активно используется «режим проскальзывания» , то там возникла новая проблема: Фрикционная накладка уже не приклеивается навечно (как справа), а сама стала сменяемым фрикционом (слева), потому что изнашивается теперь быстрее даже других расходников. Но кроме того, что она изнашивается, она еще загрязняет масло своим новым материалом — графитовой пылью. Графит —  гораздо более долговечен, чем бумага, но обладает еще абразивными свойствами и «прилипаемостью», что катастрофически изнашивает тонкие узлы гидроблока и соленоидов. Каждые 100-150 ткм этот фрикцион ГДТ на разных 6-ти (и выше) ступенчатых АКПП меняют ( В основном — ZF и Mercedes).

Материалы для этого инновационного графитового фрикциона много раз модифицировались (щадя масло и гидроблок) и сейчас используется 4 их типа: HTE, HTS, HTL, XTL. (смотри слева список)

 

При ремонте ГДТ 4-х и 5-ти ступок меняется Сальник насосного колеса  вследствие его износа и старения материала (слева),

также всегда меняются Уплотнители. (слева)
Другими характерными поломками самого гидротрансформатора являются:

  • 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)Гидротрансформатор Колесо реактора

Гидротрансформатор Турбинное колесо

Какие специальные работы производятся при разборке ГДТ ?

1. Чтобы выполнить разборку агрегата, требуется срез сборочного сварного шва на высокоточном токарном станке, и только после разгерметизации 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 (слева), проверка на герметичность и балансировка.

Для этих процессов уже недостаточно распространенного заводского токарного 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.

О необходимости ремонта ГДТ не стоит убеждать того, кто из-за перегрева уже один раз попал на капремонт автомата.

ГДТ сварка

Признаки выхода из строя ГДТ 

— посторонние вибрации и звуки,

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

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)

 Гидротрансформатор АКПП МАН (грузовой)

Ремонт ГДТ — очень сложная и ответственная работа, которая делается раз в несколько лет для одной машины.

Мы ежедневно сдаем ГДТ в ремонт нашим проверенным партнерам для наших постоянных клиентов.

И всегда тщательно отслеживаем качество работы и наличие рекламаций.

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

Популярность гидротрансформаторов в ремонте (данные 2011-2012гг)
взято с сайта http://www.transakpp.ru/