Статьи

Подписаться на RSS

Популярные теги Все теги

Соленоиды АКПП

Соленоиды АКПП

Соленоид это - электромеханический кран-регулятор, который в ответ на электроимпульс компьютера открывает или закрывает канал в гидроплите для управления потоком масла АКПП.

Соленоид управляет всеми переключениями режимов работы современных АКПП, вариаторов и ДСГ.

Соленоиды пришли на смену Говернору - примитивному механико-гидравлическому клапану, переключавшему скорости в гидравлически управляемых трансмиссиях.



Конструкция соленоидов использует школьный опыт с магнитным стержнем внутри медной обмотки, по которой подается постоянный ток.


Магнитное поле обмотки толкает намагниченный стержень в одну сторону, при перемене направления тока - движение сердечника внутри катушки меняется. А в соленоидах АКПП движение сердечника в противоположную сторону обеспечивается, не изменением направления тока, а пружиной.


Соленоиды в АКПП.




Соленоид (электроклапан) как ему и положено стоит в гидравлическойклапанной плите или, как ее называют мастера - в гидроблоке.





Соленоид вставлен в канал гидроблока, крепится болтом (или прижимной пластиной) а с другого конца через штекер электропроводки (шлейф) подсоединяется к электронному блоку управления АКПП (слева ниже).

Штекер и шлейф-проводка, кстати, во многих автоматах довольно часто являются причиной неисправной работы соленоидов и являются такими же расходниками, как и сам соленоид.

В некоторых коробках гидроблок и крышка поддона находятся не снизу коробки, а - сбоку.





Соленоид соединияет гидравлическую систему коробки с электрической системой. И часто в этой цепочке именно в соленоидах компьютер находит ошибку.


Конструкция:


On-Off Соленоиды.





Первые соленоиды для американских АКПП стали использоваться в серии с 80-х годов и выглядели внутри блока как катушка с медной обмоткой. Их функцией было - толкать стержень-плунжер в гидроплите, открывающий (или закрывающий) канал, по которым насос гонит масло в систему. Когда ток не подается на обмотку катушки, пружина возвращает стержень обратно. Такой соленоид имеет два положения: "Закрыт" и "Открыт". Так называемый: "on-off соленоид". Соленоид-клапан.Часто в таких системах встречались проблемы КЗ или обрыва обмотки, ломалась возвращающая пружина. И ремонт старых соленоидов обычно заключался в перемотке оборванных или сгоревших проводов, пропайке, чистке и замене ослабевших пружин.





Слева - следующее поколение соленоида- электроклапана. ( 4T65E Вольво -№206421B до 2006-го года устанавливался на европейские Вольво S80 и ХС90 и до сих пор устанавливается на множество американских представительских машин - Бьюик, Олдсмобил, Понтиак, Шевроле.)







Этот соленоид - конструктивно более сложный. Это не просто катушка с сердечником, у него уже имеется канал для масла (из белого пластика) с двумя выходами и металлический шариковый клапан, открывающий или закрывающий этот канал. Такой соленоид сам уже является гидравлическим клапаном. Гидравлика и электрика в одном приборе. Этот тип соленоидов стали называть "электромагнитный клапан". Его уже гораздо легче менять, отсоединив от гидравлической системы, в которой он держит давление за счет резиновых колец-прокладок и от электического питания, отсоединив штекер (тоже иногда находят проблему).

Электро-клапан бывает "нормально-открытым" или "нормально-закрытым". В обесточенном состоянии работает пружина. При подаче напряжения - работает магнитное поле обмотки, противодействуя пружине. В канал соленоида позже стали устанавливать фильтр-сетку, который предотвращает попадание внутрь намагниченной железной пыли из масла.

Следующее поколение, появившееся в 90-х:


3-way соленоиды



Первые соленоиды были только "включателем" ON-OFF. Но довольно быстро авто-дизайнеры создали 3-WAY соленоиды, которые работают "переключателями". Они соединяют уже не 2, а 3 канала: В одном положении (On) шарик открывает проход из первого во 2-й канал, а в другом (Off) - открывают проход из 2-го в 3-й канал. (слева). Обычно второе положение служит для сброса давления из пакета сцепления. Это позволило одним прибором и включать пакет фрикционов сцепления и отключать.

PWM соленоиды, пропорциональные.

В середине 90-х у конструкторов разгорелся аппетит и они потребовали еще более интеллектуальных инструментов управления. Были разработаны соленоиды-регуляторы.

Конструктивно они работают по принципу: "Вентиль", в отличии от принципа "Крана" он-офф соленоидов, у которого есть только полностью открытое или полностью закрытое положение.




Такие соленоиды приоткрывают или призакрывают сечение по кривой в зависимости от характера поступающего импульсного напряжения от компьютера. (Ток подается прерывисто, с разной длительностью этого прерывания)

Механическая частьпропорциональных соленоидов (электромеханических регуляторов) 21 века становится все более разнообразной.



Они уже бывают как шариковые 3-WAY (слева), так и золотниковые 3-WAY, 4-WAY (справа), и даже 5-WAY,...




Внутри конструкции PWM соленоидов ходит золотник-плунжер по муфте с отверстиями типа тех, что ранее были частью гидроблока. То есть самый изнашиваемый участок гидроблока, который всегда был предметом ремонта, сейчас вынесен в конструкцию соленоида. И теперь во многих случаях уже не нужно восстанавливать или менять саму гидроплиту, а достаточно заменить износившийся соленоид с встроенным клапаном. Сама гидроплита стала служить гораздо дольше, и таким образом решили главную проблему всех современных АКПП - износ каналов гидроплиты

Схема линейного соленоида 4-way (справа): - в зависимости от необходимости, такой соленоид регулируемо подает давление по нескольким независимым направлениям.



Именно такова особенность ремонта гидроблока современной 6-ти ступенчатой трансмиссии японской Aisin A960E:

Здесь из 9-ти соленоидов чаще всего меняются 4 шт.пропорциональных соленоида (указаны на схеме справа синими цифрами). Остальные 5 соленоидов - простые "включатели" ON-OFF - практически не выходят из строя до конца жизни коробки.

А у европейского бестселлера 21-го века ZF 6HP21 - 6HP28 эти PWM соленоиды практически стали расходником, планово заменяемым после 3-5 лет напряженной службы.

Еще одно преимущество такой конструкции соленоида - возможность использовать более прочные и износостойкие (и следовательно - более дорогие) материалы для "узких мест" канала-муфты, по которому происходят поступательные движения анодированного золотника в грязном и горячем масле.

Материалом гидроплиты (и соленоидов) в последние десятилетия служил легкий и мягкий алюминиевый сплав. (Вместо вечного чугуна на старых добрых гидроплитах "золотого века" Америки). А когда под давлением через эти "краны"-регуляторы гонится горячая смесь масла и фрикционной грязи и канал открывается не сразу на полное сечение, как раньше, а частично, то в этой узкой щели и происходит самый быстрый износ металла.

Для механической части (манифольда и золотника/плунжера смотри справа) соленоидов здесь стали применять алюминиевый сплав, анодированный высокопрочным напылением.

Существуют еще различия PWM соленоидов: немецкая система - VFS клапана с шариком-золотником (регулирующая кривая открытия канала зависит от давления масла, меняется по мере износа и адаптивно управляется компьютером) и айсиновская система: пропорциональные (или линейные) соленоиды у которых массивный плунжер работает дольше и управляется проще.


Функциональные различия соленоидов

Соленоиды классифицируют еще и по своему назначению.

Наиболее распространены такие функции соленоидов:

- Соленоид EPC или LPC (Line Pressure Control). Соленоид контроля линейного давления. Самый первый и главный из появившихся в гидроплите электроклапанов. Обычно он подает масло на все остальные соленоиды и каналы. И в 4-х ступках первый выходил из строя, потому что через него идет основной поток масла в отличии от:

- Соленоид ТСС - Torque Converter Clutch. (или SLU - Solenoid Lock-Up -блокировки муфты) Соленоид управления блокировкой гидротрансформатора. Этот электроклапан делает самую "грязную" работу - он заставляет муфту гидротрансформатора подключаться - блокироваться, чтобы повысить кпд и удовлетворить запрос водителя на "спортивный режим" разгона. И именно через этот соленоид в первую очередь идет грязное и горячее масло из гидротрансформатора. Поэтому во многих современных гидроблоках соленоид ТСС/SLU - самое слабое звено.

Гидротрансформатор блокируется-разблокируется каждый раз, когда машина тормозит или разгоняется, кроме того, его фрикцион в современных акпп работает в так называемом режиме "регулируемого проскальзывания" когда гидротрансформатор еще интенсивнее греет масло в коробке и загрязняет его своей фрикционной накладкой. А в последнее время в эти перенагруженные фрикционы стали добавлять графитовые (или кевларовые) связующие, что влияет на здоровье соленоидов и гидроблока, как жирная пища - на сердце и сосуды полных людей. (Подробнее о работе и проблемах гидротрансформатора).






- Shift solenoid - рядовой соленоид отвечающий за переключения скоростей, "шифтовик". Таких регуляторов давления в гидроплите обычно несколько и вся работа по переключению скоростей вверх или вниз в основном выполняется именно ими. Обычно на схеме они обозначаются как S1, 2, (SL1 ...- линейный) или буквами А, В...

Для переключения скоростей обычно сразу несколько соленоидов выполняют эту функцию. Например в классических 4-х ступках 2 соленоида шифтовика имеют такие комбинации:

S1-откр.+S2-закр. - 1 скорость
S1-закр.+S2-закр. - 1-2 скорость
S1-откр.+S2-откр. 2-3 скорость
S1-закр.+S2-откр. итд.




Но это - для 4-х ступок. Для 5-ти и 6-ти ступенчатых АКПП - все гораздо сложнее: как читать мануалы?

Так что распространенный среди водителей миф: "если пропала 3-я скорость, то можно найти и заменить соленоид 3-й скорости" - обычно ни к чему кроме затрат времени и денег не приводит (кроме самообучения на ошибках).

Такие таблицы есть в мануалах для каждой АКПП. По ним мастера определяют - какие соленоиды (или обгонные муфты) работают при проблемном переключении, на которые стоит обратить внимание при тестировании.


Новый тип: Управляющий (клапанами гидроблока) соленоид

Функционально соленоиды могут управлять клапанами и гидравлическим способом. Как транзистор в электросхеме.

Такие соленоиды только подают управляющее давление (с низким расходом) на клапан гидроблока, который уже сам подает или сбрасывает давление на поршни и фрикционы.

С каждым годом появляются новые, более специфичные функции соленоидов. Например:

- "соленоид качества переключения передач" ( включается только в момент переключения передач) или

- "соленоид управления охлаждением масла" (открывает канал для охлаждения масла через внешний радиатор),

Их специфика постоянно расширяется и усложняется, а диагностика и ремонт соленоидов упрощается до банальной замены.

Типичные проблемы соленоидов. Срок службы

Обычно на соленоиды как причину аварии указывает компьютер своим "кодами неисправности" типа "19146"-VAG (или OBDII: P2714).

Проблема №1: соленоиды забиваются нагаром из масла, склеенным из мельчайшей пыли (бумажной, алюминиевой, стальной, латунной...) от изношенных и разбитых узлов и расходников. Проявляется в том, что "нахолодную" клапан-золотник соленоида (или гидроблока) работает нормально, а при рабочей температуре масла - клинит. Или наоборот.

Поэтому мастера очень не любят, когда фрикционная накладка бублика съедается до клеевой основы и добавляет эти смолы в эту горячую масляную взвесь.





Для устранения нагара соленоиды (и детали гидроблка) промывают в различных растворителях и прочищают разными хитрыми способами с использованием ультразвука или переменного тока 12в. Рекомендовано при капремонте также проводить демагнетизацию (размагничивание) стальных деталей соленоида.

Проблема №2:

Износ деталей плунжера, манифольда, входного отверстия, протечки, связанные с износом.

PWM соленоиды имеют "умное управление". Компьютер учитывает "старость" соленоида №1 и увеличивает с помощью управляющего соленоида №2 давление масла для открытия канала такого изношенного соленоида №1. Но когда износ и "старческая деменция" достигают предела давления, компьютер бракует такой соленоид, что проявляется кодом ошибки. Естественно, что чем грязнее масло, тем быстрее изнашиваются каналы соленоидов, и чем выше давление масла, тем интенсивнее работают клапана.

Проблемы №3, 4, ...8 :

- Ослабление возвращающей пружины, трещины корпуса, поломки конструкции,

- падение сопротивления обмотки (обрыв или КЗ). Здесь популярны пропайка контактов, перемотка, замена втулок, деталей.

Главная причина "преждевременной смерти" современных соленоидов - износ каналов манифольда, втулок, клапана и плунжера или шарика. (справа показан износ примыкания закрывающего шарика к отверстию)

Это начинается с засорения плунжера продуктами износа. Плунжер сначала клинит, что приводит к проблемам переключения (в зависимости от функции первого засорившегося соленоида), а затем этот нагар начинает истирать трущиеся поверхности плунжера, втулок плунжера и клапанов. После 2003-2004 годов и клапана и манифольды обычно делаются из анодированных сплавов, которые выдерживают большие истирающие нагрузки. Истираются в основном бронзовые втулки соленоидов.



Иногда мастера ремонтируют изношенные линейные соленоиды, "перевтуливая" плунжер. Выпускаются наборы136419 для замены втулок соленоидов, что дает им еще жизни на 30-60 ткм (в зависимости от состояния остальных компонентов электрорегулятора).

Ресурс качественных соленоидов измеряется количеством циклов открывания-закрывания. По этому показателю например "хендаевские" (или старые французские DP0) соленоиды привычно стоят чуть позади соответствующих американских соленоидов и еще подальше от продуктов лидеров Aisin или ZF.

Но даже у самых надежных соленоидов ресурс не превышает 300 000 - 400 000 циклов. Это может наступить и после 400 ткм, а может и значительно раньше. В зависимости от того как нагружают их водитель и ЭБУ, подчиняющееся педали газа. Конструктивно в некоторых АКПП (например DP0, 01N, ...) режим их работы был организован таким образом, что одни соленоиды (обычно - ЕРС) работают в два-три раза напряженнее других и поэтому вырабатывают свой ресурс первыми.

Американский авторемонтный мир предпочитает планово ремонтировать соленоиды, заменяя втулки и очищая все внутренности соленоидов и гидроблока от нагара при каждом капремонте АКПП. Своевременная чистка и "перевтуливание" линейных соленоидов увеличивает ресурс соленоидов и гидроблока на 40-70%.

Ремонт ГДТ с заменой износившейся накладки муфты - тоже входит в эту работу по продлению жизни АКПП.