Чем дальше мы изучаем устройство автомобиля, тем больше возникает вопросов. Сегодня у нас на очереди гидротрансформатор. В этой статье мы разберемся что это, его основное предназначение, устройство и принцип работы. Погнали…
Назначение гидротрансформатора
Большинство современных коробок «автоматов» совмещены с гидротрансформатором, основное назначение которого передать вращение вала двигателя на вал коробки. Гидротрансформатор является самостоятельным агрегатом, но АКПП не способна работать без него. Цель разработки этого узла — сделать вождение более простым и комфортным за счет отсутствия необходимости пользоваться педалью сцепления. Устройство и принцип работы понять не сложно благодаря простоте конструкции.
Гидравлический трансформатор в коробке «автомат» является аналогом сцепления, работающим автоматически.
Этот узел нужен для:
- Увеличения и передачи крутящего момента с двигателя на коробку.
- Защиты автомата при резком увеличении/снижении оборотов.
- Нормализации передачи вращения во время разгона (гашения двойного увеличения вращения).
- Прерывания связи между двигателем и трансмиссией при смене передачи (трансформатор забирает часть крутящего момента на себя).
Из-за характерного внешнего вида автомеханики этот агрегат часто называю «бубликом». Он тесно связан с коробкой, из которой получает трансмиссионную жидкость, необходимую для работы.
Устройство гидротрансформатора
Гидротрансформаторы устанавливаются на легковые и грузовые машины, автобусы, тракторы, спецтехнику вместе с коробкой автомат (реже с вариаторной коробкой). По конструкции это гидравлическая муфта со статором.
Гидротрансформатор состоит из:
- корпуса;
- реакторного колеса (статора) на муфте;
- насосного (центробежного) колеса;
- турбинного колеса;
- механизма блокировки.
Устройство лучше всего рассматривать в разрезе, так как в собранном виде корпус запаян. По краям располагаются турбинное и насосное колесо, между ними реакторное (реактивное). Турбинное колесо связано с валом коробки, насосное с коленвалом двигателя. Реакторное колесо с лопастями особой геометрии установлено на муфту, которая вращается лишь в одном направлении. Трансформатор заполнен трансмиссионной жидкостью, которая во время работы активно циркулирует.
Принцип работы гидротрансформатора
Принцип работы сравнительно простой, и наглядно показан на видео-уроке, ниже.
- Крутящий момент от двигателя через насосное колесо и трансмиссионную жидкость АТФ (без жесткой связи) передается на турбинное колесо, которое в свою очередь жорстко связано с коробкой передач. То есть поток создает насосное колесо, после попадания жидкости на турбинное колесо оно начинает вращаться.
- При увеличении оборотов двигателя сила потока тоже увеличивается. Масло, отбиваясь от турбинного колеса, попадает обратно на насосное, только уже через реактивное колесо, которое в свою очередь усиливает поток жидкости. Таким образом происходит увеличение крутящего момента (трансформация) — от этого и названия агрегата.
- Трансформация происходит до тех пор, пока скорость вращения насосного и турбинного колеса не сравняются. В этом случае реакторное колесо начинает крутится свободно, не увеличивая поток жидкости. В итоге гидротрансформатор начинает работать в режиме гидромуфты. Собственно в этом и их отличие — гидромуфта не трансформирует крутящий момент.
Блокировка гидротрансформатора (ГДТ)
Гидротрансформатор важен для коробки до достижения определенного показателя скорости, при которой насосное и турбинное колесо вращаются с одинаковой скоростью, вращение реактора обеспечивает муфта. В результате все колеса вращаются вместе, крутящий момент перестает увеличиваться. В этом случае передача крутящего момента через жидкость не целесообразна. В этом случае, на современных гидротрансформаторах электроника соединяет входной и выходной валы ГДТ, блокирует бублик, и для передачи момента включается жесткая сцепка. При такой блокировке существенно экономится расход топлива.
Также на современных авто, блокировка включается на любых передачах и даже для торможения двигателем. Делается это для эффективного и динамичного разгона и торможения автомобиля. Схема блокирующего устройства простая. На входном и выходном валах есть система фрикционных дисков, которые в определенный момент, после команды блока управления, специальный клапан прижимает их друг к другу. Крутящий момент начинает передаваться без участия жидкости.
Неисправности гидротрансформатора, их причины
Гидротрансформатор считается неразъемным узлом, но в мастерских сварочный шов срезают, после ремонта «бублик» сваривают. ГДТ устроен так, что все поломки условно можно разделить на 2 группы:
- Неисправности трансформатора (износ валов и соединений между ними, засорение или износ клапанов, подающих масло).
- Неисправности блочной плиты (сбои в работе масляного насоса, выход из строя датчиков, отвечающих за подачу масла, засорение каналов и фильтров системы подачи масла).
Признаков неисправности много:
- Автомобиль немного пробуксовывает в начале движения.
- Во время движение слышится жужжание, стуки.
- При смене передачи ощущаются толчки, мотор глохнет.
- Замедленный разгон, сопровождающийся шуршанием.
- Перегрев бублика.
- Появление запаха горения пластмассы.
- Вибрация трансформатора.
- Недостаточный уровень трансмиссионной жидкости.
Причины проявления симптомов:
- Механический шум во время холостого хода появляется при износе подшипников.
- При появлении вибраций необходимо проверить качество трансмиссионной жидкости и степень загрязненности фильтра (вибрация исчезает после очистки фильтра и замены жидкости).
- Характеристики разгона меняются из-за износа муфты, на которой закреплен статор (деталь нужно заменить).
- Скрежет, стук во время движения появляется при разрушении лопастей колес (бублик чаще всего меняется из-за нецелесообразности ремонта).
- Расплавленной пластмассой пахнет при засорении системы охлаждения коробки или уменьшении объема трансмиссионной жидкости.
- Автомобиль глохнет при смене передачи, если вышла из строя электроника, блокирующая трансформатор, требуется профессиональная диагностика.
- Авто самопроизвольно останавливается при выходе из строя электроники, срезании шлиц, засорении клапана блокировки, бублик необходимо поменять.
- Уровень трансмиссионной жидкости снижается, если нарушена герметичность корпуса, агрегат чаще всего меняется.
В автомастерскую следует обращаться при проявлении любого из симптомов. После диагностики будет проведен ремонт, если восстановление невозможно, ГДТ заменят. В противном случае не исключена вероятность выхода из строя коробки. Самостоятельно провести ремонт гидротрансформатора сложно из-за герметичного корпуса. Чтобы заменить детали, его необходимо разрезать, потом запаять, что в бытовых условиях сделать практически невозможно.
Преимущества и недостатки гидротрансформатора
На автомобилях с гидротрансформаторами устанавливаются менее мощные двигатели, что позволяет сэкономить при покупке и на топливе. Но как и все агрегаты ГДТ имеет свои плюсы и минусы.
К преимуществам можно отнести:
- Плавное троганье с места, в том числе на сыпучем грунте и подъеме.
- Ход без рывков.
- Удобство управления в городе, в том числе в пробках.
- Снижение нагрузок и вибраций на трансмиссию при неравномерной работе двигателя.
- Избавление от прогорания сцепления.
- Отсутствие пробуксовываний.
- Гидротрансформатор предотвращает возникновение условий, способствующих изгибанию валов, поэтому на них можно ставить подшипники меньших размеров.
- ГДТ небольшие, поэтому узел с коробкой компактный.
Недостатки гидравлических трансформаторов:
- Низкий КПД из-за проскальзывания турбинного и насосного колес.
- Снижение динамики из-за затрат мощности на создание движения потока жидкости.
- Высокая стоимость узла.
- Дорогое обслуживание (жидкость стоит дорого, ее нужно много, причем охлажденной при помощи специальной системы, масло и фильтр необходимо часто менять).
- На грузовиках узлы коробок объемные из-за больших размеров колес.
- Дорогой ремонт и замена.
Заключение
Исходя из устройства и принципа работы гидротрансформатора можно сделать вывод, что срок службы можно продлить, если использовать качественную трансмиссионную жидкость, своевременно менять не только ее, но и сальники, прокладки, фильтр. Свое назначение этот узел выполняет дольше при регулярной диагностике и обслуживании.
Прочёл и хочу высказаться. Гидротрансформатор — элемент технически стойкий. Я, например, осознано взял авто с ним. Живу в северном районе, приходится часто буксовать и на предыдущих авто, то сцепление летело, то когда был вариант с АКПП, помню убил вариатор. Сейчас АКПП с гидро и проблем нет. В принципе их не должно быть, потому что ломаться в гидротрансформаторах практически нечему. Связь через масло, поэтому при буксовании, разве что фрикционные кольца подпалите, но это и то надо постараться или рвать авто до безумства.