Устройство и принцип работы соленоидов АКПП

Для чего нужны соленоиды в АКПП

Соленоид АКПП – это электромагнитный клапан-регулятор, выполняющий работу по закрытию и открытию масляного канала. Его работа управляется ЭБУ, который посылает непрерывные электрические импульсы с определённой частотой. Соленоид осуществляет контроль над давлением масла на конкретные связки сцепления, быстро переключая передачи, или снимает блокировку гидравлического трансформатора. Соленоид АКПП отвечает за управление режимами коробки передач.

Интересный факт! Первые соленоиды для АКПП были разработаны в США в 80-х и устанавливались на автомобили Крайслер – их внешний вид остался до сегодняшнего дня неизменным, устанавливаются на джипы и пикапы.

Соленоид по своей конструкции достаточно прост. Металлический стержень, который обвит спиралью с постоянным током. Он внутри подвижен и под влиянием тока движется от конца спирали к началу, с помощью пружины, перекрывая или открывая поток масла. Эта конструкция характерна для современных АКПП и удобна тем, что в случае сбоев с электроснабжением пружина автоматически срабатывает и перекрывает масло.

Где находятся соленоиды

Соленоид, или же электроклапан, по общим правилам находится в гидроблоке — гидравлической клапанной плите.

В гидроблоке он вставлен в канал, где скрепляется с ним с помощью болта или специальной прижимной пластины. С другого конца он присоединяется с помощью шлейфа, или штекера электропроводки к блоку управления автоматики.

Соленоид АКПП отвечает за передачу сигналов между гидравлической и электрической системами. Он с помощью своих функций объединяет их. И часто это объединение дает сбои, которые определяет компьютер.

В АКПП располагается не менее 4-х соленоидов. Их количество зависит от сложности схемы и количества ступеней.

Кабель и шлейф ЭБУ часто являются причинами поломки соленоидов, поэтому подвергаются замене так же быстро, как и соленоид.

Типы соленоидов

Первыми соленоидами, предназначенными именно для автоматических коробок, были on-off соленоиды достаточно простой конструкции и с простыми функциями. Такого типа соленоиды работали по принципу: «открыть» и «закрыть». Стержень, с помощью тока, бегущего по обмотке, ходил по каналу и выполнял функцию on/off.

Ещё один прекрасный тип соленоидов – соленоид «электромагнитный клапан» Это совершенное ноу-хау для своего времени. Он, фактически является гидравлическим клапаном. Разработчики подарили ему собственный канал для масла и шариковый клапан, который открывает и закрывает этот масляной канал. Легко отсоединяется от гидравлической системы и электропитания, просто отсоединив штекер.

Интересный факт! Такой тип соленоидов возник в середине 80-х и до сих пор устанавливается на разные представительские машины – Бьюик, Олдсмобил, Шевроле, Понтиак и др.

Первые из соленоидов действовали по принципу on/off. Но, в силу развития автоиндустрии, в начале 90-х были созданы 3-way соленоиды – переключатели нового поколения. В положении on шарик-клапан открывает проход для масла с канала 1 на канал 2, а в положении off – проход со 2-го на 3-й. Такая разработка помогла объединить приборы в один – включать и отключать фрикционные муфты.

Стремясь к совершенству, конструкторы в середине 90-х разработали ещё более «умный» тип соленоида. Соленоиды – регуляторы, или «электрорегуляторы», сконструированы по принципу вентиля. В зависимости от типа импульса, который поступает от компьютера, внутреннее кривое сечение соленоида «приоткрывается» или «призакрывается», то есть ток подается определенными перерывами и частотой.

Соленоиды-регуляторы бывают шариковые, золотниковые 3-way, 4-way, и даже 5-way.

Были разработаны соленоиды с шариковым клапаном – PWM-соленоиды. Это первый этап разработки.

Позже появились достаточно редкие соленоиды VBS. Они обладают низкой чувствительностью к вариациям подающего давления и хорошо справляются с высокими давлениями масла в линии. Они называются еще золотниковыми, так как у них клапан – золотник.

Линейные (пропорциональные) соленоиды сконструированы так, что самый изнашиваемый элемент плиты гидроблока, муфта с отверстиями, по которой в таком типе соленоида ходит золотник-плунжер, помещен в сам соленоид.

Линейные соленоиды тем и примечательны, что с их помощью можно избежать замены всей гидроплиты при поломке этого элемента, а ограничиться заменой только одного изношенного соленоида. Гидроплита теперь служит дольше, а проблема с износом её каналов – устранена.

Интересный факт! Линейные соленоиды выбраны поставщиком автоматов для Тойоты-VAG-Volvo, японским АТ — Aisin Co.

Последующими были разработаны VFS (Variable Force Solenoid) соленоиды. Имея дешёвую и простую конструкцию, они достаточно сложны в управлении.

Этот тип соленоидов достаточно капризен, и ресурс жизни, по сравнению с линейными соленоидами короче. Так как в силу быстрого износа из-за небольшого веса и повышения давления, клапан соленоида меняет свой уровень открытия, и компьютеру необходима точная связь для правильной реакции на такие изменения.

Различают ещё соленоиды по функциональному назначению:

1. Это соленоиды ЕРС или LPC (Line Pressure Control). Он один из первых в гидравлической плите электроклапанов. Этот тип соленоидов – «главарь». Он единолично распределяет масло по остальным соленоидам и каналам. При 4-х ступенчатой ЕРС – первым изнашивается.
2. Соленоид ТСС. Выполняет самую «грязную» работу среди всех типов соленоидов. Он влияет на гидротрансформаторную муфту «блокироваться-подключаться», повышая КПД для «спортивного режима» разгон. Он часто бывает самым слабым звеном во многих гидроблоках, так как через этот соленоид идет нефильтрованное и горячее масло с гидротрансформатора.
3. Shift solenoid. Так называемый «шифтовик» – соленоид-переключатель. Самый простой тип соленоидов. Отвечает за переключение скоростей. Таких «шифтовиков» в гидроплите несколько, и переключение вверх и вниз в коробке совершается именно ими. Их обозначают как S1, S2, или А, В, а SL1 – это линейный шифтовик .

Управляющий соленоид — по типу транзистора в электросхеме, соленоиды могут управлять клапанами плиты.

Они направляют и дают небольшое давление на клапан гидроблока, который сам уже подает давление на поршни и фрикционы.

Управляющие соленоиды бывают 2 типов:

• — соленоид качественного переключения передач;
• — соленоид управления охлаждением масла.

Основные неисправности соленоидов АКПП их ремонт

Ниже представим самые распространенные «болезни» соленоидов.

Важно! Для долговременной службы соленоидов важно не производство, а качество масла.

1. Причиной поломок и «клина» соленоидов является то, что из-за некачественного масла соленоиды забиваются нагаром из бумажной, стальной, бронзовой и алюминиевой пыли, которая получается от изношенных расходников и узлов.

   Проявляется такая проблема тем, что клапан соленоида при холодном масле работает нормально, а при горячем – тормозит.

   Чтобы устранить эту проблему, рекомендуется полоскать соленоид, промывать в растворителях и очищать с помощью переменного тока и растворителя.

2. Протечки – следствие износа, поломка деталей, таких как плунжер, манифольд. При наличии PWM соленоидов в управлении, при ослаблении одного из них, компьютер учитывает его износ и перенаправляет часть нагрузки на другие соленоиды.

   Это немного продлевает жизнь состарившейся детали. Но горячее масло и интенсивность напряжения быстро изнашивают слабый соленоид, и тогда приходится его менять.

   Интенсивность работы, при перенаправлении давления и части обязанностей на другие соленоиды, изнашивает их каналы и плунжеры. Таким образом, получается цепная беспрерывная реакция.

3. Следующими проблемами и поломками являются снижение упругости пружины, трещины в корпусе, снижение сопротивления обмотки соленоида, поломки конструкции.

   Самая распространенная причина выхода из строя соленоидов – износ его деталей: втулок, манифольда, клапана, плунжера или шарика.

   Засоряется плунжер крошкой от изношенных деталей и масла, все начинается с проблемой с переключением – его клинит, потом увеличивается количество нагара, и выходят из строя втулки и клапаны.

Интересно знать! Ресурс самых надежных соленоидов не превышает 400 тысяч км.

Современные конструкции соленоидов значительно проще своих предшественников. Гидроблоки изготавливались из чугунной стали, а сейчас – из алюминия. Раньше можно было залить подобие масла, а сейчас соленоиды стали намного нежнее.

Но, тем не менее, из-за всех этих нововведений, уменьшился расход топлива, повысилась динамика и комфорт автомобиля, вся механика АКПП стала работать точно, слаженно и нагружено. Но такие изменения, в свою очередь, привели к быстрому износу деталей и загрязнению масла их частицами.

Сейчас нужно постоянно менять масло, так как оно приобретает из-за всех этих частиц свойства наждачной бумаги.

Как проверить и заменить соленоиды

Если вы заметили, что вам стало тяжелее переключать скорости на определённые передачи, заметили в поддоне неизвестную стружку, ваш компьютер подает вам сигналы бедствия – в поиске причин обратиться непосредственно к соленоидам.

Достаточно легко определить, какой же именно соленоид «клинит». Каждый соленоид отвечает за группу передач и управление гидротрансформатором. Это зависит от марки вашего авто и АКПП. Например, если в коробке 4 соленоида, то первый отвечает за переключение 1-2 передачи, и, скорее всего, за 3-4 передачу, второй – 2-3 передача, третий за блок гидротрансформатора, четвёртый отвечает за работу тормозной ленты. Если проблема с переключением с 2-3 передачи, то, соответственно, этот соленоид подлежит ремонту или замене.

Если вы при движении чувствуете толчки и удары в коробку передач, или компьютер вам сам говорит о проблеме (высвечивается код, лампочка мигает и т.д.), эти случаи говорят о том, что нужно срочно проверить гидроблок.

В этих случаях необходимо сразу проверить деталь. В первую очередь, соленоид проверяется на сопротивление. На контакт клапана подают напряжение 12 В. Если соленоид рабочий, то он издаст щелчок, если же такового нет, то проблема в его засорении. Для прочистки под напряжением продуваем сжатым воздухом – соленоид должен его пропускать. Если нет, необходима его замена.

Ремонт соленоида своими руками возможен, но только в тех случаях, когда сама деталь разборная. Современные детали, в своем большинстве, сейчас выпускаются не разборными. Для таких деталей единственным вариантом ремонта является их продувка или ультразвук. Если же деталь разборная, то можно поменять обмотку, промыть все детали в бензине, высушить и собрать. После этих действий рекомендуем проверить соленоид на работоспособность.

Если у вас не удался ремонт соленоида, то его замена в АКПП нетрудная, главное – все сделать аккуратно и осмотрительно. Перед тем, как приступить к работе, необходимо определить тип своей АКПП, и, исходя из этих данных, подобрать подходящий соленоид. Открепляем гидроблок от коробки, отсоединяем соленоид от питания и извлекаем из блока. Далее устанавливаем новые детали. Устанавливаем гидроблок на его законное место, не забывая про новую прокладку.

Виды соленоидов

Как стало ясно из предыдущего пункта статьи, управление АКПП без соленоидов представить сложно. В зависимости от того, по какому принципу работают данные механизмы, принято выделять несколько поколений установок. На сегодняшний день выделяются три основных вида соленоидов:

• Первый – стандартный электромеханический клапан, работающий по принципу «полностью отрыть канал подачи масла или же полностью закрыть его». Соответственно, при открытом положении такого соленоида по каналу гидроблока свободно протекает трансмиссионная жидкость, а при закрытом — масло не течёт;
• Второй – соленоид, представленный электромагнитным клапаном. Такие механизмы одно время были очень популярны в сфере автомобилестроения, так как могли точно организовать работу АКПП. Несмотря на это, низкая надёжность электромагнитных соленоидов сильно подорвала их популярность, поэтому в масштабном автомобилестроении они практически не используются. Главная фишка данных устройств заключается в том, что стержень может не только полностью открыть или закрыть канал подачи масла, но и сделать это частично, мягко регулируя подачу трансмиссионной жидкости;
• Третий – соленоид, представленный усовершенствованным электромагнитным клапаном. Данный механизм имеет в своей конструкции не просто запирающий/открывающий канал стержень, а тонко работающий гидравлический клапан. Работа подобных соленоидов основана на том, что контроль движения масла осуществляется при помощи шарового клапана. По сути, такое устройство позволяет организовать тонкую настройку работы АКПП, но при этом является заметно надёжней второго типа соленоидов, поэтому во время своего появления получило широкое применение. Более того, новейшие соленоиды имеют в конструкции фильтрующий элемент, который при пропускании через него трансмиссионной жидкости отсеивает лишний мусор и существенно продлевает срок службы коробки.

Это интересно:  Есть много способов фиксации резьбы:

С течением времени конструкция автомата становилась всё более и более сложной, поэтому усложнялись и принципы работы соленоидов АКПП, из-за чего они подвергались усиленной модернизации. Основные совершенствования касались того, чтобы переложить на клапан дополнительные функции по типу сброса давления в конкретном блоке сцепления коробки или заблокировать муфту гидротрансформатора.

Типы соленоидов в современных коробках

Идеи автомобильных инженеров позволили достичь подобных задач. Теперь многочисленные типы соленоидов не только отвечают за переключение передач, но и тонко управляют режимами работы АКПП. Сегодня стандартный автомат имеет в конструкции 6 типов соленоидов:

• Соленоид EPC-формации или клапан линейного давления. Данный соленоид является важнейшим в конструкции АКПП и всегда стоит в гидроблоке первым. Основной функцией линейного соленоида является контроль подачи масла в конкретный канал. Нагрузка на данный механизм высока, поэтому он ломается чаще всего и подлежит первоочередной проверке;
• Соленоид TCC-формации или клапан, блокирующий муфту гидротрансформатора. Данное устройство, как правило, включается при работе мотора на высоких оборотах и частично отвечает за повышение КПД мотора. При «слабой» езде этот соленоид не работает;
• Соленоид Shift-формации или клапан-шифтовик. Располагается за линейным клапаном, имеет сложную структуру и выполняет важнейшую функцию всего гидроблока – переключает передачи посредством отточенной подачи трансмиссионной жидкости по соответствующим каналам;
• Управляющий соленоид. Пожалуй, наиболее простое устройство во всём гидроблоке, ибо имеет лишь одну несложную функцию – контроль за работой всех остальных соленоидов. Функционирование управляющего клапана очень схоже с тем, как работает транзистор любой микросхемы;
• Соленоид проскальзывания. Подобный клапан организует плавность перехода с одной передачи на другую, то есть, переводя работу автомата в режим проскальзывания;
• Соленоид охлаждения. Этот же механизм пускает нагретое масло АКПП в отделы охлаждения, что необходимо для стабильной работы коробки.

Важно понимать, что для каждой пары сцепления (передачи) имеется не один соленоид, а сразу несколько из отмеченных выше. Стабильная и беспроблемная работа АКПП возможна лишь при нормальной работе всех клапанов гидроблока, поэтому относиться к ним нужно с должным уровнем ответственности.

Типичные проблемы

Очень часто соленоиды приходят в негодность из-за перегорания электрообмотки. На плунжере появляется нагар. Он забивается очень мелкой пылью от различных расходных материалов и узлов. Клапан-золотник  в таких случаях начинает клинить либо при рабочей температуре масла, либо «холодным».  Это легко исправляется путем промывки в специальных растворителях. Мастера применяют для очистки деталей ультразвук или переменный ток. В некоторых случаях фрикционная накладка истирается  до клеевого вещества. Тогда к нагару вместе с пылью, присоединяется еще и  клей. Это существенно усложнит процедуру ремонта.

Популярной причиной поломки также является износ составных частей самого соленоида. Это может быть:

• манифольд;
• втулки;
• клапан;
• плунжер;
• шарик.

Чаще всего, по своему опыту могу сказать, что засоряется сам плунжер продуктами от износа фрикционов. Тогда и появляются проблемы в переключении. Появившийся на поверхности нагар истирает трущиеся поверхности клапанов, втулок. Бронзовые втулки истираются очень часто. Есть специальные наборы для самостоятельной замены втулок. Они существенно продлевают срок службы.

Соленоиды имеют свой срок службы. Он исчисляется количеством открываний –закрывания. Эта цифра находится в пределах диапазона от 300 000 до 400 000 циклов. Когда именно это произойдет, не всегда зависит от пробега, но в значительной степени больше зависит от работы электронного блока управления при нажатии на педаль газа. В некоторых коробках передач предусмотрен такой механизм работы, при котором одни работают на порядок интенсивнее других. Вследствие этого они выработают ресурс раньше.

Еще одной частой распространенной причиной поломки становятся различные механические повреждения (трещины) в корпусе. Может быть, и недостаточно упруга сама пружина. Или же случился обрыв электрической обмотки.

О неисправностях соленоидов АКПП и их ремонте

Неисправный соленоид – это одна из главных причин некорректной работы и перехода АКПП в аварийный режим. Несмотря на высокую надёжность современных клапанов гидроблока, по своей сущности эти устройства являются расходниками, поэтому требуют периодической замены. Если ситуация не слишком запущена, проблему может решить обычная замена масла в АКПП. Поменять соленоид вполне можно собственноручно, однако прежде всего важно диагностировать его неисправность.

Это интересно:  Сущность и общая концепция ГБО

Для проверки любого клапана гидроблочной плиты придётся осуществлять его «прозвонку». Необходимо это по одной простой причине: неисправный соленоид теряет нормальное для себя сопротивление, если быть точнее, оно повышается. Как проверить соленоид? Очень просто, процедура диагностики клапанов не представляет собой ничего сложного и заключается в исполнении следующих операций:

1. Снимите гидроблок с коробки, который зачастую располагается на днище узла, реже – сбоку;
2. Отсоедините контакты каждого соленоида от соответствующих разъёмов блока управления;
3. Прозвоните каждый клапан. Норма сопротивления на его конках определяется для каждого типа в индивидуальном порядке. Так, например, для соленоидов EV-1 норма сопротивления находится в пределах 65-66 Ом (при 20 градусах по Цельсию). Для других клапанов нормальные показатели, соответственно, свои.

Примечание! На современных коробках имеются функции самодиагностики, поэтому для определения того, какой именно соленоид неисправен, достаточно подключиться к бортовому компьютеру автомобиля. Если подобная мера не возможна, то придётся проводить диагностику традиционным «прозвоном» своими руками, после чего уже ремонтировать нужный элемент узла.

Допустим, неисправный клапан выявлен – что требуется дальше? Естественно, ремонт соленоида или их группы. К сожалению, разобрать клапан, промыть его и собрать обратно не выйдет, придётся полностью менять элемент гидроблока. Стоимость его не особо высока, поэтому бояться процедуры ремонта не стоит. Зачастую замена соленоидов в АКПП проводится так:

1. Гидроблок снимается с коробки;
2. От клапана отсоединяются все разъёмы;
3. Откручивают крепления соленоида, и он снимается с гидроблока;
4. После этого на место старого клапана устанавливается новый, к нему присоединяются все разъёмы;
5. Затем гидроблок устанавливается обратно на КПП. Ремонт окончен.

Как видите, особых сложностей в устройстве соленоидов автомата и их ремонте нет. Разобраться и с тем, и с другим вполне поможет представленный сегодня материал. Надеемся, он был для вас полезен и дал ответы на интересующие вопросы. Удачи на дорогах и в ремонте авто!