Первый автосервисный журнал
Издается с 1997 года

«Экспертиза технического состояния и причины неисправностей автомобильной техники». Отрывок из книги. Глава 6.10.5

«Экспертиза технического состояния и причины неисправностей автомобильной техники». Отрывок из книги. Глава 6.10.5

6.10.5. Система охлаждения и смазки АКП

Основными источниками нагрева трансмиссионной жидкости в АКП являются следующие (располагаются по интенсивности нагрева).

1. Гидродинамический трансформатор – из-за отсутствия жесткой связи при передачи момента от двигателя к коробке передач. При его работе всегда существует проскальзывание – разница оборотов входного и выходного звена (момент блокировки ГДТ не рассматриваем). Энергия, затраченная на проскальзывание, превращается в тепло (нагревает жидкость в ГДТ).

2. Фрикционные элементы в момент пробуксовки – аналогично предыдущему, только нагрев происходит в контактных поверхностях фрикционных элементов, которые охлаждает трансмиссионная жидкость (нагрев жидкости за счет отбора тепла от фрикционных элементов).

3. Ремень или цепь при микропроскальзывании или буксовании – полный аналог фрикционных элементов.

4. Насос АКП – при создании давления и перекачивании жидкости происходит ее нагрев. Является самым незначительным, но постоянным источником нагрева жидкости.

Для снижения температуры нагретой жидкости в АКП существует система ее охлаждения. На илл. 6.160 представлен максимально возможный вариант системы охлаждения АКП. Как видно, существует два элемента, в которых происходит охлаждение жидкости АКП, причем в системе обязательно установлен один из них: теплообменник (охлаждение жидкости осуществляется охлаждающей жидкостью двигателя) и радиатор (охлаждение жидкости осуществляется наружным воздухом). Единой концепции системы охлаждения жидкости в АКП нет, но наиболее часто применяют систему, содержащую теплообменник, так как это позволяет автоматически сначала подогревать жидкость в АКП (при прогреве двигателя на стоянке и в начале движения), а затем ее охлаждать.

Теплообменник (илл. 6.161) обычно встраивается в основной радиатор двигателя (в 80% случаев), там температура охлаждающей жидкости двигателя на 7–14° C ниже, чем в ее контрольной точке на двигателе. Также теплообменник ставят на картер АКП (илл. 6.162) или располагают отдельно в моторном отсеке. При этом подвод охлаждающей жидкости двигателя осуществляют по шлангам.

Радиатор обычно устанавливают перед основным радиатором двигателя или в моторном отсеке, где обеспечивается естественная или принудительная (например, электровентилятором) его вентиляция воздухом.

Все другие элементы системы охлаждения АКП, показанные на илл. 6.160, могут быть установлены, а могут и не устанавливаться и относятся к особенностям конструкции системы охлаждения АКП автомобиля данного типа. Поэтому при возникновении недостатков в работе АКП, связанных с ее системой охлаждения, необходимо изучить особенности ее конструкции и исходя из этого проводить ее исследование.

Как уже указывалось (см. 6.10.3), специально созданное в гидравлической панели управления АКП (см. 6.10.6) давление подпитки ГДТ (около 4–5 кГ/см²) постоянно поступает в гидротрансформатор. В процессе работы ГДТ жидкость в нем нагревается, поэтому выходящую жидкость из ГДТ направляют в систему охлаждения (илл. 6.163). Такая схема получила наибольшее распространение (до 99%) и принимается как классическая, однако существует и другая. Из гидравлической панели управления АКП жидкость сначала поступает в систему охлаждения, а уж затем охлажденная подается на питание ГДТ (илл. 6.164).

Эта схема охлаждения АКП существенно увеличивает ее теплонагруженность, но позволяет быстрее нагреть жидкость и саму АКП. При этом температура трансмиссионной жидкости в поддоне АКП на эксплуатационных режимах, при прочих равных условиях, увеличивается примерно на 20° C. В связи с этим эта схема не получила большого распространения, но применяется на некоторых типах АКП, например, на 4-ступенчатых АКП производителя VW. Охлажденная жидкость при любой схеме поступает обратно в АКП либо через систему смазки, либо просто в ее картер.

Для контроля за температурным режимом АКП измеряют температуру трансмиссионной жидкости с помощью одного или двух датчиков температуры. Один датчик располагают в основной массе трансмиссионной жидкости, из которой происходит питание насоса АКП, или располагают в потоке жидкости, выходящей из насоса АКП (магистрали нагнетания). Этот датчик всегда присутствует в АКП и является основным (№ 1). Дополнительно в некоторых АКП применяют второй датчик температуры, расположенный в потоке жидкости выходящей из гидродинамического трансформатора (№ 2).

Так что же можно проконтролировать в системе охлаждения АКП без ее снятия и разборки (оценить состояние)?

1. Осмотреть на предмет внешних повреждений, негерметичности, разрушений и т. п.

• Осмотреть на предмет уменьшения (зажатости, деформации) проходного сечения магистралей системы охлаждения АКП (илл. 6.165).

• Оценить засоренность радиаторов автомобиля, влияющих на эффективность работы системы охлаждения АКП (радиатор двигателя, радиатор АКП) (илл. 6.166).

• Осмотреть на предмет герметичности магистрали системы охлаждения АКП.

2. Оценить температурный режим АКП с целью определения зависимости ее влияния на проявления недостатка в работе АКП.

2.1. По основному датчику температуры ее жидкости.

• При классической схеме охлаждения, измеренный основным датчиком, температурный режим АКП должен находится в пределах 80–100° C при обычном режиме эксплуатации автомобиля. При нагруженном режиме движения (частое переключение передач, интенсивные разгоны и торможения, ползущее движение автомобиля в пробках и т. п.) это значение может увеличиваться до 110–115° C. Увеличение этого показателя до значений 120–125° C является критическим с точки зрения тепловой нагруженности АКП. Многие производители при достижении температуры жидкости по основному датчику более 130° C или включают определенную программу управления АКП для снижения ее теплонагруженности, и/или фиксируют код неисправности АКП по перегреву.

2.2. По второму датчику температуры жидкости.

• Показания второго датчика температуры должны быть всегда выше первого, а разница их показаний зависит от режима работы АКП и составляет 2–16° C при штатной ее эксплуатации. Критическим значением для второго датчика является температура 140° C. Необходимо указать, что быстрый рост температуры на втором датчике, при практически отсутствии роста температуры на первом, свидетельствует о работе АКП со значительным проскальзыванием колес гидротрансформатора (см. 6.10.3), что свидетельствует о значительной нагрузке на выходном валу коробки передач. Например, такой режим характерен при проведении специального испытания АКП, имеющего название Стоповый режим, в английской интерпретации Stall-Test (см. 6.8). В качестве информации: проведение указанного испытания, при начальной температуре 90° C на основном датчике и 92° C на втором, в течение 10 секунд приводит к тому, что температура на втором датчике вырастает до 120° C (увеличение на 28° C), а на основном – только до 91° C (увеличение на 1° C).

3. Оценить расход трансмиссионной жидкости АКП через ее систему охлаждения.

• Расход жидкости через систему охлаждения является комплексным критерием работы деталей и узлов АКП в части обеспечения ее охлаждения (насос, гидравлическая панель управления, гидродинамический трансформатор и т. п.). Определение расхода жидкости лучше всего производить специальным оборудованием (илл. 6.167). При его отсутствии приблизительно оценить расход возможно, отсоединив входную магистраль АКП (возврат жидкости в АКП после всех элементов системы охлаждения) и измерив скорость истечения жидкости из нее. Измерение производят при температуре жидкости 20–50° C, в положении контроллера АКП «D» и при холостых оборотах коленчатого вала двигателя. Минимальный расход трансмиссионной жидкости должен составлять от 3 до 5 л/мин в зависимости от ее температуры (некоторые производители приводят конкретные данные расхода для определенного типа автомобиля). И этот расход должен увеличиваться с увеличением оборотов коленчатого вала двигателя. При оборотах 1500–2000 об/мин расход жидкости должен быть больше 6,0 л/мин. Если расход жидкости из АКП соответствует приведенным данным, то к работе деталей и узлов АКП в части обеспечения ее охлаждения претензий нет. Дополнительно необходимо указать, что неэффективная работа системы охлаждения трансмиссионной жидкости АКП может быть связана с нарушением циркуляции антифриза через теплообменник АКП, воздуха через радиатор АКП (загрязнен) и т. п. Причинами нарушения циркуляции могут быть большое сопротивление в магистралях движения антифриза, падение производительности насоса охлаждения (помпы), нечеткая работа термостата двигателя, и т. д. и т. п. Необходимо отметить, что система охлаждения двигателя проектируется для обеспечения необходимого температурного режима двигателя. Поэтому в методиках проверки этой системы не рассматриваются случаи недостаточной циркуляции антифриза через теплообменник АКП. Исходя из вышесказанного, для локализации элемента, влияющего на не эффективную работу системы охлаждения АКП, необходимо провести последовательную замену различных компонентов системы охлаждения двигателя, влияющих на циркуляцию антифриза в системе, с последующими дорожными испытаниями.

4. Проверить работоспособность дополнительных элементов и систем установленных в системе охлаждения АКП на их работоспособность, согласно методикам производителя. К этим элементам относятся: термостаты, электромагнитные клапаны, дополнительные насосы, и т. д. и т. п.

Какие же повреждения могут происходит в системе охлаждения АКП?

1. Негерметичность деталей системы охлаждения.

1.1. Наружная негерметичность.

• Как следствие, падение уровня трансмиссионной жидкости со всеми вытекающими последствиями (см. 6.10). Однако при мгновенном и полном разрушении магистрали системы охлаждения АКП (разрыв шланга, разрушение штуцера крепления магистрали и т. п.) потеря уровня жидкости в АКП происходит так быстро (10–15 с), что АКП перестает передавать момент (как бы включается положение «нейтраль»), и если при этом сразу же произвести остановку двигателя, то детали АКП практически не успевают пострадать.

1.2. Внутренняя негерметичность магистралей.

• Переток трансмиссионной жидкости АКП в магистраль антифриза и наоборот. Необходимо указать, что в современных автомобилях давление в контуре трансмиссионной жидкости системы охлаждения АКП в процессе эксплуатации меняется в пределах 2,0–5,0 кГ/см², а максимальное давление антифриза в контуре охлаждения двигателя может быть в диапазоне от 1,2 до 2,0 кГ/см². Таким образом, при работающем двигателе ни при каких условиях антифриз из контура охлаждения двигателя не может попасть в контур охлаждения трансмиссионной жидкости АКП. Скорее, наоборот, трансмиссионная жидкость может попасть в антифриз системы охлаждения двигателя. Однако после выключения двигателя давление в контуре охлаждения АКП довольно быстро становится равно нулю, а избыточное давление в контуре охлаждения двигателя остается некоторое время. Вот в это время и происходит проникновение антифриза в контур охлаждения АКП. Как только давление в контуре охлаждения двигателя выравнивается с давлением в контуре охлаждения АКП, проникновение антифриза существенно уменьшается. При неработающем двигателе переток антифриза в контур охлаждения АКП сохраняется вследствие геометрической разницы положений уровня жидкостей в этих системах (закон сообщающихся сосудов). Следовательно, количество антифриза, проникающего в контур охлаждения АКП, зависит от геометрических параметров негерметичности (трещины и т. п.), количества циклов заводки и остановки двигателя и времени стоянки автомобиля с неработающим двигателем, т. е. это процесс не быстрый. Но, как уже указывалось (см. 6.10.2), попадание антифриза (гликоля) в трансмиссионную жидкость недопустимо. Это связано с тем, что фрикционные элементы АКП производят методом приклейки фрикционных накладок к стальным основам с помощью высокотемпературного клея. В антифризе содержится химическое вещество гликоль, которое вступает во взаимодействие с химическими веществами высокотемпературного клея и в результате приводит к разрушению этого клеевого соединения. Правда, этот процесс не быстрый и занимает до одного месяца, но однозначно приводит к отказу в работе АКП.

2. Уменьшение проходных сечений магистралей трансмиссионной жидкости и антифриза (илл. 6.168–6.171).

• Увеличение температурного режима АКП и, как следствие, возможное появление недостатка в работе АКП, вплоть до отказа.

3. Засорение сот радиаторов охлаждения двигателя и АКП.

• Увеличение температурного режима АКП и, как следствие, возможное появление недостатка в работе АКП, вплоть до отказа. Необходимо указать, что применение специальных средств устранения внешних утечек антифриза из системы охлаждения двигателя (добавляются в антифриз) приводит к засорению проходных сечений антифриза в теплообменнике АКП и к увеличению температурного режима работы АКП. Если в результате этого появится недостаток и/или неисправность в работе АКП, то это характеризуется как вмешательство в работу АКП.

4. Отказ в работе дополнительных элементов и систем, установленных в системе охлаждения АКП. К этим элементам относятся: термостаты, электромагнитные клапаны, дополнительные насосы, и т. д. и т. п.

• Приводит к изменению температурного режима АКП, как в сторону увеличения температуры жидкости, со всеми вытекающими из этого последствиями, так и недостижения ее рабочей температуры, что практически не сказывается на работоспособности и долговечности АКП.

Что же является причиной возникновения указанных повреждений в системе охлаждения АКП?

1. Механическое и/или химическое (коррозия и т. п.) воздействие на детали системы охлаждения АКП в результате эксплуатации, обслуживания и ремонта.

• Относится ко всем видам повреждений.

2. Производственный дефект в деталях и узлах системы охлаждения.

• Относится к повреждениям по п. 1 и рассматривается с точки зрения производственного дефекта только при отсутствии механического и/или химического воздействия. Относится также и к повреждениям по п. 2 и 4. При этом недостаток в работе АКП может проявиться практически с начала эксплуатации автомобиля, а может и через некоторое время его эксплуатации.

В заключение укажем недостатки автомобиля, которые могут возникать при неисправности системы охлаждения АКП.

• Некорректное включение и/или переключение передач после некоторого времени движения автомобиля и отсутствие этих недостатков в начале движения.

• Перегрев АКП.

Трансмиссионная жидкость в систему смазки АКП поступает и/или из системы охлаждения, и/или из панели гидравлического управления. В АКП применяется направленная система смазки под давлением и смазка разбрызгиванием. Направленная система смазки имеет основную магистраль питания с расположенными в ней жиклерными (малого диаметра) отверстиями (илл. 6.172 и 6.173) для обеспечения смазкой следующих узлов и механизмов.

1. Подшипниковые узлы.

1.1. Подшипники качения.

1.2. Подшипники скольжения.

2. Механический редуктор.

2.1. Планетарный ряд.

2.2. Ремень (цепь) вариатора.

2.3. Зубчатые передачи.

3. Исполнительные механизмы.

3.1. Фрикционные элементы.

3.2. Муфты свободного хода.

3.3. Кулачковые муфты.

3.4. Синхронизаторы.

Так что же можно проконтролировать в системе смазки без разборки АКП (оценить состояние)?

1. Давление в системе смазки.

• Во многих АКП существует специальный порт (место подсоединения измерительного устройства) для измерения давления в системе смазки. Обычно давление в системе смазки составляет от 0,2 до 2,5 кГ/см² в зависимости от режима работы АКП.

Какие же повреждения могут происходить в системе смазки АКП?

1. Отсутствие давления в системе смазки.

• Приводит к механическим повреждениям деталей и узлов, требующих их смазки в процессе работы.

2. Засорение жиклерных отверстий.

• Приводит к механическим повреждениям деталей и узлов, к которым должна была подводиться смазка по засоренному жиклерному отверстию.

Что же является причиной возникновения указанных повреждений в системе смазки АКП?

1. Некорректная работа насоса, его системы питания, гидравлической панели управления и системы охлаждения АКП.

• От работы всех этих систем зависит расход трансмиссионной жидкости через систему смазки и давление в ней. При этом механическим повреждениям подвергаются несколько деталей и узлов АКП, имеющих наибольшую нагрузку и наибольшее удаление от основной магистрали питания системы смазки. Обычно это механический редуктор, муфты свободного хода, подшипники скольжения и т. д.

2. Утечка трансмиссионной жидкости из основной магистрали системы смазки.

• Может возникнуть только как результат некорректной сборки АКП. Последствия те же, что и в п. 1, но механические повреждения должны произойти в начальный период эксплуатации автомобиля, обычно от 500 до 5000 км пробега в зависимости от величины утечки и режимов работы АКП.

3. Наличие продуктов износа или механической обработки в основной магистрали питания системы смазки.

3.1. Попадание в жиклерное отверстие продуктов механической обработки.

• Может произойти только на стадии производства или ремонта АКП. В результате механическим повреждениям подвергнутся только детали и узлы, к которым должна была подводиться смазка по засоренному жиклерному отверстию.

3.2. Попадание в жиклерное отверстие продуктов износа.

• Может произойти при ремонте или замене АКП, в случае некорректной промывки деталей системы охлаждения АКП. Последствия те же, что и в п. 3.1.

• Может произойти при длительной работе АКП на загрязненной трансмиссионной жидкости.

В заключение укажем недостатки автомобиля, которые могут возникать при неисправности системы смазки АКП.

• Никаких недостатков в работе АКП при некорректной работе системы смазки не наблюдается до момента появления значительных механических повреждений внутри АКП. При этом возможно появление посторонних шумов и недостатков в работе АКП вплоть до ее отказа.

Адрес редакции

111033 Москва, ул. Самокатная, 2а, стр.1, офис 313

На карте

Контакты

Тел.: (495) 361-1260

E-mail: dostavka@abs-magazine.ru

Социальные сети

Журнал «АБС-авто» © 2019, все права защищены