Гидротрансформатор - это внешний узел автоматической трансмиссии в форме диска, который
передает крутящий момент от двигателя к трансмиссии и служит для амортизации (и трансформации) вращательного момента от двигателя при помощи двух вращающихся в масле турбин, ведомой и ведущей.Гидротрансформатор часто называют по имени своего предшественника: "гидромуфта", потому что он соединяет как муфта (сцепление) двигатель с коробкой. Блокируясь с помощью фрикциона, гидротрансформатор выключается, передавая момент напрямую, без потерь момента. На сленге мастеров он называется "бубликом".
Гидротрансформатор, хотя и вынесен за пределы конструкции АКПП, является частью коробки передач , потому что управляется гидроблоком и соединен с гидравлической системой трансмиссии. А его неисправности непосредственно влияют на работу маслонасоса, гидроблока и на ресурс всей коробки, (подробнее - ) .
Функции гидротрансформатора :
Беречь коробку при резком разгоне и торможении двигателем. (Эту работу выполняют демпфер и гидравлическая жидкость между турбинами)
Повышение момента вращения.
Само название "Гидротрансформатор" или Torque Converter произошло от того, что при разгоне происходит примерно 2-х кратное увеличение вращающего момента за счет такого же кратного уменьшения скорости вращения на выходном валу. Чем выше скорость (и меньше ускорение) - 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 " Lysholm - Smith " впервые применила гидромуфту для трансмиссии автобуса.
- В 1940 году гидромуфтами оснастили первые легковые Oldsmobile.
- А с 1946 года – гидромуфта стала использоваться в производстве серийных автомобилей (Дженерал Моторс и Крайслер, США).
Симптомы неисправности Гидротрансформатора.
Гидротрансформатор - один из первых узлов АКПП, который вырабатывает свой ресурс до капремонта. блокировки истирается (часто неравномерно - что приводит к вибрациям) начинает пачкать и перегревать масло, забивать клапана гидроблока, который недодает масла пакетам сцеплений, что приводит к АКПП.
Если задержаться с заменой изношенного фрикциона блокировки гидротрансформатора, то могут проявляться такие проблемы, как перегрев хаба, вибрации выходного вала, которые запускают следующее звено проблем - масляный насос . А насос это - "сердце" автомата, которое качает масло в "мозги"() и к "рукам-ногам"(пакеты сцепления) АКПП.
Более детально симптомы неисправностей АКПП описаны .
Как устроен Гидротрансформатор?
Гидро трансформатор осуществляет гидра влическое сцепление между двигателем и автоматической коробкой передач. В отличии от механического сцепления в МКП, ГДТ передает крутящий момент от ведущего вала ведомому не через механическое трение фрикционов, а посредством гидравлического давления масла. Как ветер вращает крылья мельницы.
Этот принцип позволяет выполнять важную функцию "амортизатора" - беречь автоматическую коробку от пиковых нагрузок от двигателя.
Наглядно об устройстве и принципе работы ГДТ рассказывают многочисленные видео .
Когда скорости вращения входного и выходного валов сравняются (а это конструктивно наступает после 60-70 км/ч), включается механическая блокировка ГДТ. С помощью фрикционной накладки поршня блокировки вращение масла останавливается, а входной и выходной валы ГДТ блокируются и двигатель с трансмиссией соединяются напрямую. Гидротрансформатор в этом режиме выключается и уже механически передает 100% вращения без потерь. Аналогично отжиманию педали сцепления на МКП.
Пока ГДТ работает, он тратит кинетическую энергию от двигателя на перемешивание масла и как следствие - на нагрев его трением. А в момент блокировки, касания фрикционом стального диска - истирается накладка и фрикционная пыль попадает в масло. Эти две побочных функции ГДТ и являются главными проблемами, которые негативно влияют на здоровье автоматической трансмиссии.
КПД Гидротрансформатора.
Средний КПД типичных 3-х и 4-х ступенчатых АКПП 20-го века при режиме "городской езды" составлял от 75 до 85%. И ГДТ автоматически выключался на скорости ок. 60 км/час. В момент, когда включается механическая блокировка, КПД этого узла сразу подтягивается к 100%. Аналог замкнутого сцепления МКП. Но пока нагрузку от двигателя к трансмиссии передает вращающееся масло - КПД этого узла резко снижается.
Чем быстрее замыкается муфта блокировки и короче период работы турбин ГДТ - тем выше средневзвешенный КПД автомата.
В 21-м веке для всех 6-ти и 8-ми ступенчатых АКПП с началом использования бортового компьютера и (электрорегуляторов) средневзвешенный кпд гидротрансформатора удалось довести до рекордных 94-95%.
Оптимизация достигается за счет того, что муфта блокировки подключается с проскальзыванием для разгона так рано, как это возможно (иногда уже со 2-й скорости - слева ) и разблокируется как можно позднее при снижении скорости. Практически приближаясь к спортивному режиму работы педали сцепления на МКП.
 "Режим регулируемого проскальзывания" фрикциона блокировки - это когда фрикцион (или несколько их - по моде, введенной ), управляемый тонконастроенным соленоидом и компьютером, поджимается давлением масла на такое расстояние к корпусу, что в зазоре между ними остается тончайшая пленка масла, достаточно большая для проскальзывания и отвода температуры от поверхностей, и достаточно тонкая, чтобы заставить вращаться ведомый вал. Похоже на проскальзывание сухого сцепления при агрессивном разгоне с МКП или на регулируемое притормаживание колес тормозной колодкой. Таким образом фрикцион блокировки совместно с крыльчатками турбин раскручивает вал трансмиссии. Совместная работа механического и гидравлического разгона (справа-сверху ) Программисты некоторых производителей так отрегулировали это усилие, что в "спортивных" режимах разгона до 80% тяги приходится на фрикцион и остальные 20-30% всей работы по разгону выполняют масло и турбины. Это увеличение КПД хотя и снижает расход топлива и нагрев масла, но приводит к загрязнению масла продуктами износа самого фрикциона. Нужно отметить, что это - дополнительная опция работы ГДТ. Если педаль газа нажимается мягко - то "режим проскальзывания" не включается и работают в большей степени "вечные" турбины и масло. А фрикцион при таком режиме работы может прожить 300-400 ткм пробега. Если раньше машину разгонял поток масла между крыльчатками турбин, а муфта блокировки только чуть помогала в конце перед блокировкой, то в ГДТ 21-го века все чаще разгоняют машину именно "проскальзывающие" фрикционы, а турбины - только помогают. Это идея Мерседеса - переложить большую часть работы на фрикционы в современных ступенчатых . Тем самым, введено революционное изменение самого принципа работы фрикциона. Если фрикционы 20-го века работали в режиме "Он-Офф" (сцепление происходило как можно короче, с ударом, чтобы ускорить переключение передач), то новые фрикционы ГДТ стали работать в режиме "Регулятора", вроде тормозных колодок колеса. () 
Это привело к таким особенностям: 1. Материал нагруженной накладки уже не тот, что был у "лениво" работающих вечных бумажных фрикционных накладок 4-х ступок, а - графитовые "хай-энерджи" составы, отличающиеся износо- и температуро-стойкостью и главное - клейкостью(слева). Именно эта "клейкость" накладки позволяет передавать сумасшедшие крутящие моменты от ревущего двигателя колесам. 
И как обратная сторона медали, эти суперстойкие и суперклейкие микрочастицы, оторвавшиеся от фрикциона от многомесячного трения путешествуют вместе с маслом и "набрызгом" ввариваются-вклеиваются во все неудобные места, начиная от деталей гидротрансформатора, кончая золотниками и каналами и . 2. Полустертый фрикцион ГДТ все менее предсказуемо держит контакт и главное - вибрирует , еще сильнее нагревая корпус "бублика" и само масло. А компьютер не понимает, что фрикцион стерт и усиливает давление на него, что приводит к ускоренному перегреву и окончательному износу накладки до клеевого слоя. На первом месте в ремонте с большим отрывом стоят "бублики" 5HP19, которые почти всегда приходят с перегретым хабом пилота (справа ) . Чтобы этот участок железа конструкции вырезать и вварить новый хаб, в каждом сервисе ГДТ есть специальное сварочное оборудование. Довольно тонкая и ответственная работа. 2А. Самое неприятное от изношенного фрикциона - это его остатки, то есть клеевой слой на который накладка приклеивается к металлу. Именно частицы клея фрикциона наиболее вредны для гидроблока и клапанов-золотников. Ну и фильтра конечно. На эти капли клея попавшие в самые важные места налипает грязь и забивает каналы. Поэтому разработчики гидроблоков и соленоидов слезно умоляют водителей своевременно менять накладку гидротрансформатора, не дожидаясь ее окончательного износа. 3. Перегретое "бубликом" масло (свыше 140°) за несколько часов такого кипения убивает резину сальников и уплотнителей и остатки фрикционов (обугливается целлюлозная основа ). И хотя в новых 6-ти ступенчатых АКПП немецких и американских производителей вместо приклеиваемой на тело поршня фрикционной накладки стали использовать настоящие фрикционные диски на карбоновой основе (см. выше слева ), перегретый фрикцион служит дольше, но зато грязь от него гораздо агрессивнее предыдущего "бумажного" поколения. Поэтому плановые замены фрикционов гидротрансформатора - стали обязательной регламентной работой на АКПП Мерседеса и ZF 6HP26 /28. |
|
1. Если накладка износилась неравномерно и слышны вибрации на скорости 50-70 км, то это убивает как сам "бублик" так и сальник и масляный насос. А неисправная работа насоса похожа на проблемы сердца и сосудов, которое недодает давления "мозгу", вызывая старческое слабоумие. 2. Если накладка износилась до нуля (а это может наступить от 100 ткм до 250- ... ткм) то фрикцион начинает "тормозить" клеевым слоем, а попадание этого клея в "сосуды" гидромозгов приводит к "инсульту" и проблемам с переключениями. Если вовремя это заметить, то еще можно ремонтировать гидроблок, но если покататься с месяц-другой, то на этом клеевом налете налипает абразивная пыль, которая съедает тело золотников до состояния запятой: "ремонтировать нельзя, менять". 3. Когда клеевой слой стерся и поршень тормозит металлом по металлу, то кроме того что повышается расход топлива и уменьшается мощность передаваемого момента на колеса, начинается усиленный нагрев масла. А далее происходит износ до таких вибраций, что возникает состояние: "менять - нельзя ремонтировать". А в этом случае вместо обычных 7 тр за ремонт бублика, затраты сразу вырастают в разы. Кроме того в "бублике" поверхности турбин и корпуса со временем теряют гладкость из-за налета, как дно корабля обрастает ракушками (справа ). Качество внутренних поверхностей ГДТ напрямую влияет на: Динамические характеристики разгона и потери мощности (представьте как падает скорость шхуны с нечищеным днищем ) На нагрев масла, (худшая гидродинамика деталей быстрее перегревает масло ) Разбалансированность турбин и появление вибраций, убивающих втулки и сальники соседнего узла - маслонасоса. (как балансировка колеса, на ободе которого за ночь образовалась наледь) На загрязнение масла из-за вышеперечисленных причин, На перерасход топлива, и поэтому сейчас ремонт гидротрансформатора с резкой корпуса считается регламентной операцией вроде смены масла двигателя, которую необходимо производить, чтобы заменить полустертый фрикцион и восстановить все сочленения. Очистить этот нагар с помощью жидкостей без разборки - напрасная надежда. Промывка гидротрансформатора без вскрытия это - хобби, чтобы занять беспокойный ум. Промывка растворителями может привести к окончательной разбалансировке колес и добить накладки и сальники. |
|
Фрикционные накладки/ Фрикционы ГДТ  Новые гидротрансформаторы 6+ ступенчатых авто имеют два режима работы: 1. Спокойный . Когда педаль газа разгоняет авто примерно в первой трети своего хода. Тогда нагружена в основном старая добрая пара турбин, использующая вихрь масла, а фрикционы ГДТ подключаются в момент выравнивания скоростей (ок. 60 км\ч) вращения обоих валов быстрым сцеплением. Материалы для этого инновационного графитового (или кевларового) фрикциона много раз модифицировались (щадя масло и гидроблок) и сейчас имеются множество их типов: HTE, HTS, HTL, XTL. (смотри слева таблицу ) для разного крутящего момента, разных настроек компьютера и под разного водителя...2. Агрессивный/Спортивный режим. Когда педаль газа нажата в последней трети - у пола. Тогда в дело подключаются фрикционы блокировки ГДТ, отодвигая в сторону гидравлические турбины и скользя, передают колесам крутящий момент ревущего двигателя. Представьте площадь этих "проскальзывающих" фрикционов ГДТ и силу тяги двигателя! Но фрикцион съедается первым в большинстве типов гидротрансформаторов. |
Какие работы производятся при ремонте ГДТ?
1. В типичный (минимальный) ремонт гидротрансформатора входят: резка шва корпуса на токарном станке, чистка деталей, замена фрикциона муфты, сальников, ревизия деталей и сварка.
Чтобы выполнить разборку агрегата, требуется срез сборочного сварного шва по экватору ГДТ на токарном станке, и только после разгерметизации производится диагностика и замена износившихся расходников и деталей. Ниже описаны работы по переборке этого узла.
2. В сборку гидротрансформаторов входит высокоточная сварка корпуса (слева) , проверка на герметичность и балансировка.
Что изнашивается в гидротрансформаторах? (Фрикцион блокировки муфты гидротрансформатора)
Проблемы ГДТ можно представить как пирамиду:
Самая распространенная причина, вызывающая необходимость ремонта гидротрансформаторов (низ пирамиды) - износ Фрикционной накладки Поршня блокировки ГДТ - тормоза . (справа )
При ремонте старую накладку удаляют, очищают место установки от остатков клея и наклеивают новую фрикционную накладку сцепления. Это аналог замены сцепления в авто с механической КПП.
Без этой накладки или работе со "съеденным" фрикционом гидротрансформатор вполне может выполнять основные функции разгона и мало кто замечает разницу в задержке блокировки, или нештатной работе фрикциона или перегреве масла и тем более - загрязнении масла. А увеличение расхода топлива многие готовы терпеть месяцами лишь бы не отдавать АКПП лекарям - вдруг "залечат"?
Но если накладку вовремя не заменить, то:
1. Износившиеся и отслоившиеся остатки фрикциона и клеевого состава попадают в линию и забивают каналы ("мозги"), приводя к цепной реакции масляного голодания - нагрева - износа - сгорания муфт, ступиц и втулок.
2. Проскальзывающая "лысая" муфта блокировки перегревает корпус и масло, что приводит многочисленным проблемам как электрики (датчиков и ), так и фрикционов.
3. Лысая муфта скользя неоднородно съеденным фрикционом начинает вибрировать при блокировке и этими вибрациями разбивать смежные узлы сальника и втулки насоса. И эти вибрации ведут уже к ускоренному старению "железа ".
Сальники и прокладки
Следующими после фрикционов в этой пирамиде износа ГДТ стоят:- Сальники (насосного колеса, ...) вследствие их износа и старения материала (слева), и Уплотнители .
Сколько стоит средний ремонт Гидротрансформатора?
Минимальный объем работы с ревизией и заменой обязательно заменяющихся расходников в среднем стоит... " " .
Более редкие проблемы гидротрансформаторов:
- поломки лопастей колес. (случается не так часто, но приводит к поломке ГДТ ). Определяется только при вскрытии.
- перегрев и разрушение ступицыЗаметно при осмотре.
- разблокировка обгонной муфты,
- полное заклинивание обгонной муфты ; (случается не часто, проверка)
- Замена изношенных игольчатых подшипников. (случается не часто, но при их поломке разрушается сам ГДТ, проверка)
- замена сгоревшего хаба, передающего вращение трансмиссии. (выше )
Для ремонта гидротрансформаторов недостаточно обычного заводского токарного или сварочного 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 ГДТ имеют минимально возможный процент брака и как правило ходят еще до 70-80% своего первоначального ресурса. И всегда ремонт оказывается дешевле замены ГДТ. Хотя в одном случае из ста тысячи оказывается, что убитый ГДТ дешевле заменить на БУ, чем ремонтировать.
О необходимости своевременного ремонта ГДТ не стоит убеждать того, кто уже один раз "попал" на капремонт автомата.
Может проще купить новый гидротрансформатор взамен старого?
Такой вопрос часто задают водители, которые опасаются связываться с ремонтом, а привыкли решать проблемы радикально и сразу, невзирая на траты.
По статистике, после выяснения всех деталей ремонта ГДТ или покупки нового, в 98% случаев принимается решение - "ремонт бублика". Редко ищется восстановленный.
Заказ нового гидротрансформатора - вещь настолько уникальная, что такие случаи можно пересчитать по пальцам. Также мы не практикуем замену ГДТ на восстановленный, обычно риски замены превышают выгоду от экономии 2х-3х дней.
Ремонт занимает в среднем 2-3 дня от приема до отправки.
Более дорого (ок. 10 т.р.) обходится ремонт - гидротрансформаторов ZF6 и Мерседес 722.6 с дорогими фрикционами.
В редких случаях после вскрытия ГДТ выясняется необходимость замены не расходников, а узлов, в этом случае менеджер звонит и согласовывает работы и стоимость ремонта. Стандартный перечень работ по самому популярному в ремонте ГДТ 5НР19 обходится в 7-8 тыс. р. и выглядит примерно так:
Как отправить гидротрансформатор в ремонт?
Заполните Заявку на ремонт с указанием вашего имени контактов для связи и типа АКПП. И отошлите ее. ( )
Слейте масло , оставив на ночь ГДТ перевернутым, забейте пленкой горлышко (Кляп), упакуйте, сделав из скотча ручки, дальше - .
АТПШоп после приемки,
Дефектовки\ремонта связывается с клиентом, сообщает о дефектах и замененных расходниках,
Выставляет счет на оплату, и после получения оплаты отправляет его обратно Транспортной компанией.
(В большинстве случаев ремонт - стандартный, как описано выше)
.
Признаки выхода из строя ГДТ можно найти - .
Формальным признаком износа фрикциона муфты ГДТ или перегрева хаба, а с ним и самого насоса является протечка масла через сальник насоса .
На более поздних и серьезных этапах болезни ГДТ встречаются такие симптомы:
Посторонние вибрации и звуки,
Рывки при переключении передач, особенно в районе 60-70 км/ч - или перестает тянуть после набора скорости или до этого тянет необычно долго итд.
Увеличение расхода топлива, перегрев масла (косвенные признаки)
Практически невозможно без спецоборудования точно диагностировать приближающуюся смерть фрикциона ГДТ, что чаще всего и является причиной выхода из строя гидроблока АКПП и как следствие и самой трансмиссии.
Чем мощнее автомобиль, тем короче средний срок службы ГДТ до капремонта. И если после 150 ткм (а у неубиваемых 4-х ступок - после 250 ткм) сальник насоса начинает подтекать - значит пришла пора отдавать долг своему коню, делать капремонт.
В ремонте встречаются обычно Гидротрансформаторы легковых автомашин. Но изредка встречаются и гидротрансформаторы грузовиков большого диаметра (св 35 см)
Можно ли самостоятельно восстановить, очистить или промыть гидротрансформатор?
Ответ будет возможно и неприятный, но - НЕТ, никому еще не удавалось восстановить гидротрансформатор без вскрытия. Промыть - удавалось, но похоже на борьбу с запахом в машине установкой освежителя, вместо того, чтобы очистить и промыть пепельницу.
Что нельзя делать при "самолечении":
Однозначно не рекомендуется заливать в гидротрансформатор сильные растворители. Растворители кроме масла и нагара растворяют и резиновые уплотнители, что приводит к ускоренной смерти узлов и концу ресурса ГДТ. И совсем не растворяют клеевой состав фрикциона, который из поршня распределился равномерно по всем вращающимся деталям. Самолечение - это хобби, за которое придется платить больше, чем штатный капремонт от того, кто делает эту работу каждый день.
Ниже - любопытная сравнительная статистика (2009-2012 год) по популярности Гидротрансформаторов в ремонте :
