Ремонт гидроблока АКПП
Для чего служит Гидроблок в АКПП?
Гидравлическая клапанная плита (Valve Body, гидроблок, блок клапанов) - это самый сложный узел АКПП, который состоит из множества каналов, клапанов, электрорегуляторов (соленоидов), аккумуляторов, датчиков и других элементов для того, чтобы с помощью гидравлики управлять включением и выключением муфт сцепления и блокировкой гидротрансформатора.
Фактически, блок клапанов это - руки и ноги водителя, которые переключают скорости вверх и вниз.
Можно сказать, что гидроблок выполняет роль нашей ноги, нажимающей на педаль сцепления и нашей руки, переключающей рычаг КПП, кроме того она еще является самим этим рычагом и в некоторых современных АКПП - еще и нашим мозгом, принимающим решения.
Отработанные до автоматизма движения автогонщика, мгновенно переключающего передачи вверх или вниз - именно так запрограммированы "мозги" АКПП и именно по максимально эффективному сценарию производятся эти переключения: выжимание сцепления работающего пакета фрикционов - выравнивание скоростей валов - включение фрикционов следующего пакета.
Вся технология этого переключения на повышенную скорость отработана настолько идеально, что разрыв мощности в некоторых современных АКПП при переключении составляет менее 0.2 секунды. То есть практически мгновенно.
В последние годы акцент в капремонтах АКПП (особенно интеллектуальных 5-ти и 6-ти ступенчатых) сместился в сторону ремонта (в запущенных случаях - замены) гидравлических клапанных блоков, которые стали главным "ремонтным местом" трансмиссий.
Сколько раз водитель переключает рычаг механической КПП, используя рычаг и педаль - столько же раз и переключаются клапаны-золотники в гидроблоке. Только современные настройки компьютера отрегулированы для экономии топлива и оптимизации разгонов таким образом, что в современных автоматах переключения производятся чуть чаще и быстрее.
Почему Гидроблок АКПП называют - "Мозги"?
Гидравлическая клапанная плита на профессиональном сленге действительно называется - "Мозги".
Отчасти это потому, что она чисто формально напоминает мозг с его извилинами. Отчасти - потому, что в 20-м веке гидроблок выполнял функцию "мозга" автомобиля, принимая решения: когда и какому узлу нужно включаться в работу. Действительно, гидроблок был настоящим мозгом гидравлически управляемой трансмиссии, управляя переключениями с помощью простых механических устройств вроде Говерноров (сравните: "гувернер" - управляющий хозяйством).
Ну тот гидроблок гидравлических АКПП напоминал что-то вроде мозга ящеров или птиц. С приходом электроники и электроклапанов-соленоидов, настоящим "мозгом" стал не гидроблок, а ЭБУ (электронный блок управления). А гидроблок стал чем-то вроде "спинного мозга".
Объединившись вместе с главным ЭБУ - компьютером АКПП, гидроблок в некоторых АКПП выполняет функцию головного и спинного мозга.
TCM, ECU, PCM и Гидроблок (Valve Body) - в чем разница?
"Мозги" АКПП состоят из двух важных узлов:
- Электронный блок управления трансмиссии (ЭБУ илиТСМ-анг.- transmission control module - слева - вверху) и
- Гидравлическая клапанная плита (valve body, на картинке слева - внизу).
Первый (ЭБУ) дает электрические импульсы-команды (как кора головного мозга - посредством нейронов) основываясь на информации от датчиков-сенсоров, а второй (Гидроплита) - снабжает кровью и вырабатывает химию гормонов, управляя всем организмом.
Раньше ЭБУ находился под капотом или под панелью автомобиля. А с начала века стало принято соединять электронику с гидроплитой внутри АКПП (справа), где рабочая температура считается стабильнее.
То есть интеллектуальный мозг (ЭБУ) АКПП соединился сгидравлическим мозгом (клапанной плитой). Это позволило упростить конструкцию АКПП, но усложнило задачу производителям электроники.
Но это еще не весь "мозг" автомобиля. Существует еще "головной" мозг всей машины - ECU (Engine Control Unit или Module). Некоторые рисковые автопроизводители объединили все компьютеры в один и назвали его по-американски Powertrain Control Module.
Это - настоящие "мозги" машины. Вернее это сочетание "головного мозга" (ECU), управляющего двигателем и всей машиной и "спинного мозга" (TCM), управляющего АКПП.
Типичные неисправности гидроблоков.
Старые гидромеханические клапанные плиты (20-го века) обладали весьма отработанной и надежной конструкцией и честно служили весь долгий срок жизни автомобиля не обращая на себя внимание по 15-30 лет.
Основной проблемой гидроблоков долгие годы была "старость" отдельных элементов и "атеросклероз":
- забившиеся фрикционной грязью клапаны, каналы или
- процарапанные металлическим "мусором" поверхности каналов, муфт, золотников...
- другими частыми проблемами были ослабевшие пружины, возвращающие плунжер на место и т.д.
"Старость" гидроблоков этого поколения АКПП наступала в конце ресурса самой АКПП и автомобиля и редко требовала их замены, кроме самых запущенных случаев. Только чистки и переборки.
Соленоиды.
Современные клапанные плиты в 5-ти и 6-ти ступенчатых акпп, где используются линейные соленоиды, работают в совсем других условиях:
Одна из проблем - повышенная температура. С 2003-2005-х годов рабочая температура двигателя (и в АКПП) повысилась на 20-30 градусов.
Электроника быстрее стареет, работая при температуре свыше 120 градусов.
Так электроклапан-соленоид, сенсор или подводка-шлейф со временем теряют свою токопроводящую способность, что показывает увеличенное значение сопротивления. А компьютер, отметив повышенное сопротивление соленоида или датчика-сенсора бракует его.
Было много других "детских болезней", которые постепенно решали производители электроники, но главной проблемой осталась проблема принудительной "скользящей" блокировки гидротрансформатора, создавшей невыносимые условия работы, когда масло летом:
А. нагревается до 150 градусов и
Б. - загрязняется пылью от фрикциона, превращаясь в абразивную агрессивную движущуюся суспензию, которая как пираньи съедает все, что попадается на ее пути.
Механики во всех проблемах АКПП и гидроблока обвиняют Программистов:
Это, мол, Программисты разработали для ЭБУ такие "шумахерские" режимы, превращающие АКПП в болид Формулы 1, которые, как известно, ездят в короткие промежутки между капремонтами.
Действительно, "железо" почти всех новых акпп отработано до мелочей - а убить превышением допустимого момента можно даже лом. Программисты в погоне за плавностью бесступенчатых вариаторов, экономичностью и быстротой ДСГ и управляемостью МКПП так нагружают все узлы в разных режимах, что некоторые не доживают до 40-60 тысяч км (обязательный сейчас гарантийный срок).
Программисты валят всю вину на Покупателя, который хочет чтобы автомат работал быстрее, экономнее и комфортнее механики и вариаторов. А они (Программисты) дают Покупателю 6-ти (7-8-ми) ступенчатой АКПП все, о чем можно мечтать, закладывая и адаптивность, и экономичность и разгонные характеристики и десятки сценариев, которые могут возникнуть на дороге. И АКПП при этом не должна разочаровать Покупателя: "Вы хотели такую АКПП чтобы была не хуже вариаторов и ДСГ - их есть у нас! Только помните, что и вариатор и ДСГ живут недолго! Все что хотите за ваши деньги!"
А Покупатель, как известно - всегда прав.
Теперь водитель педалью газа выбирает - позволить АКПП переключать передачи классическим способом: терпеливо дожидаясь выравнивания скоростей валов и спокойного переключения скоростей или заставить АКПП жечь фрикционы в стиле "Формулы 1".
Вторая причина раннего выхода из строя Гидроблоков:
Быстрые разгоны достигаются за счет того, что все сцепления (и особенно сцепление бублика") переключаются с "режимом управляемого проскальзывания" гидротрансформатора (и фрикционов!). Теперь переключение происходит по сложной кинематической схеме и практически незаметно, используя фрикционы гораздо более интенсивно.
Из-за этого масло и нагревается значительно быстрее, и фрикционы сорят больше. Загрязнение масла и вызывает "атеросклероз мозга" - отложения спрессованной фрикционной пыли, смешанной с металлической крошкой от износа металлических деталей. Эта грязь откладывается во всех тихих уголках (клапана плиты, золотники, соленоиды) и затрудняет работу клапанов, а также изнашивает поверхности трения и ухудшает охлаждение.
Именно эти свежие отложения вымывает при смене горелого масла которые вместе с отслоившейся фрикционной бумагой забивают каналы такой "больной" плиты.
Проблема соленоидов-регуляторов:
Для режима "проскальзывания" нужно подавать давление масла в муфту сцепления регулируемо. То есть клапан должен постепенно открывать один канал, наращивая давление в подключаемом сцеплении, и также постепенно закрывать другой, снижая давление в отключаемом сцеплении. Для этого разработали специальные линейные (PWM) соленоиды.
А когда масло в гидроблоке движется не по полному сечению канала, а через частично открытый клапан, то в этот момент в самом узком месте от трения возникает повышенный износ поверхностей и самого золотника-плунжера и тела гидроблока.
Эту проблему стали решать анодированием истирающихся алюминиевых поверхностей. Что в несколько раз отсрочило проблему износа.
Но не решило.
Анодированный плунжер (слева) стал служить "вечно", да и заменить его несложно. Но вместе с ним изнашивается и корпус плиты (справа). А анодировать плиту - нерентабельно, приходится при износе каналов менять всю плиту. Стало уже неэффективным с помощью инструментов Соннакс увеличивать диаметр канала и заменять золотник на увеличенный.
Рассверленную и ослабленную плиту уже следующим летом проест раскаленное агрессивно-грязное масло. Да и соседние каналы уже наполовину "проедены" и вот-вот начнутся протечки и потери давления.
Хитрые инженеры американского Соннакс придумали вставлять анодированную муфту в тело рассверленной плиты. Это уже напоминает работу сосудистого нейрохирурга или шунтирование кардиолога. И по квалификации и по результатам операции.
Был найден другой способ - перенести это "узкое место" из большой плиты - в маленький соленоид.
(справа) Теперь соленоиды стали более сложной конструкции - со своим золотником-плунжером. И это значительно облегчило ремонт износившихся деталей. И решило многие проблемы.
Стало легче менять износившийся узел (с самим соленоидом) и для упрочнения каналов соленоида можно использовать более прочные анодированные элементы.
За последние 10 лет сражений в борьбе за долгую жизнь гидроблока похоже конструкторы решили проблему - 4-6 лет без капремонта гидроблока становится нормой для 6-ступенчатых АКПП.
Часто конструкция 6-ти ступенчатых АКПП спроектирована таким образом, что гидроблок располагается не снизу, где его трудно обслуживать, а сбоку, а инструкция по доливу масла (для примера - АКПП A960E Aisin) выглядит следующим образом:
- На первом этапе, при снятии боковой крышки гидроблока (достаточно для смены соленоидов) - требуется долить всего 1.3 литра масла.
- При более сложном ремонте - снятии и чистке гидроблока, потребуется долить 3.9 литра масла.
При еще более сложном обслуживании (когда снимается для ремонта "бублик"-гидротрансформатор) - 5.3 литра масла.
И только при полном демонтаже производится полная смена масла. Таким образом интеллектуальный лидер производителей АКПП - Айсин Ко, конструктивно подготовила сервисы и владельцев к тому, что обслуживание АКПП делится на этапы:
- первое обслуживание АКПП: чистка-замена соленоидов и ремонт со снятием боковой крышки и чисткой гидроблока (без дорогостоящего демонтажа-монтажа самой АКПП).
- следующий регламентный ремонт: Снятие и ремонт Гидротрасформатора с заменой изношенного фрикциона (или 2-3-х фрикционов в некоторых ZF 6HP26-32 или Мерседес).
И только после этих регламентных работ потребуется капитальный ремонт всей трансмиссии.
Что если ездить с неисправным гидроблоком?
В зависимости от места неисправности, расплачиваться приходится по-разному.
На схеме слева показывается, в каком месте возникают проблемы в случае протечек масла в разных местах гидроплиты:
Одни протечки ведут к нештатной работе переключения 1-2, ... или 3-4 скоростей.
- другие - к неработающей блокировке трансформатора с вытекающими отсюда проблемами,
- треть - к общему недостатку давления, что ведет к выработке всех осей и втулок. - Частая проблема для легендарных уже ZF-ских коробок 6HP26.
Наиболее популярное место ремонтов - клапан включающий блокировку гидротрансформатора и соответствующий соленоид LockUp. Именно здесь проходит самоя грязное и горячее масло, пока не очистится и не охладится через поддон, радиатор и фильтр.
Другой частой проблемой приводящей к рывкам и пропаданию передач являются забитые нагаром или крошкой-стружкой каналы и клапана гидроблока. Проблемы те же что и выше.
Чем дольше золотники будут работать с крошкой попавшей на поверхности скольжения, тем глубже царапины или истирания корпуса гидроблока.
Ремонт гидроблоков.
Ремонт современных гидроблоков чаще всего заключается в их разборке - чистке и сборке. Это - рутинная работа, которую каждый день делают во всех сервисах АКПП и которую лучше делать одновременно с ремонтом гидротрансформатора и заменой фильтра, не дожидаясь, когда фрикционы износятся до клеевого слоя.
Эту работу вполне можно сделать самостоятельно, если запастись терпением, фотоаппаратом и собрать все инструкции интернета по вашей АКПП.
Реставрация гидроблоков - это работа совсем другого уровня. Гуру по ремонту АКПП - американская компания Соннакс выпускает множество материалов, инструкций, инструментов и деталей, с помощью которых специалисты с золотыми руками и мозгами делают сложные операции по восстановлению работы изношенного гидроблока.
Но это настолько сложная работа с непредсказуемым результатом, что у большинства специалистов она кончается заменой гидроблока на новый. А замена "мозгов" - всегда недешевое удовольствие для тех, кто легко к ним относится.
Самый легкий случай ремонта гидроблока - на раннем этапе болезни. Когда достаточно прочистить и промыть гидроблок, заменить его расходники и если понадобится - соленоиды
