Почему гидротрансформатор называют бубликом, без труда объяснит любой, кто хотя бы однажды видел этот узел трансмиссии. Ответить, какую функцию выполняет "бублик", сложней, но догадаться можно, если учесть, что размещен он между двигателем и гидромеханической АКП, и воспользоваться аналогией со сцеплением, расположенным там же в трансмиссиях с обычной МКП.
Как "бублик" работает и из-за чего может выйти из строя? Без знания конструкции ГТ с ответом на эти вопросы уже предвидятся трудности, потому что далеко не всем, кто представляет, как выглядит "бублик" снаружи, и догадывается, для чего он предназначен, доводилось рассматривать его изнутри. Все, что в ГТ имеется, заключено в герметично заваренный корпус - попробуй разгляди, что там есть.
Сим-сим, откройся!
Однако если разрезать "бублик" аккурат по сварному шву, как это сделали мы, выяснится, что внутри корпуса находятся две лопастные гидромашины. Одна из них называется центробежным насосом. Собственно, корпус ГТ и есть внешняя часть насоса, а лопатки насоса находятся с внутренней стороны корпуса. Корпус жестко прикреплен к маховику и, стало быть, вращается вместе с коленчатым валом двигателя. Напротив насоса находится вторая машина - центростремительная турбина. Когда после запуска двигателя корпус начинает вращаться, лопатки насоса увлекают за собой жидкость, которой заполнен ГТ. Под действием центробежной силы жидкость отбрасывается на лопасти турбины, из-за чего колесо турбины также приходит в движение. Жидкость тем временем по межлопаточным каналам турбинного колеса устремляется к центру "бублика", что снова оказаться у входа в насос.
Мы разрезали "бублик" аккурат по сварному шву, чтобы выяснить, что находится внутри корпуса. Видны турбина и реактор (Рис.1)
Колесо турбины связано не с корпусом, а с входным валом коробки передач. Так, с помощью циркуляции рабочей жидкости от насоса к турбине и обратно, происходит передача крутящего момента (или кинетической энергии - кому как нравится) от двигателя к коробке передач. Но гидротрансформатором рассматриваемый узел называется неспроста, а потому что помимо осуществления гидравлического сцепления он способен изменять величину передаваемого крутящего момента.
"Бублик" превращается в трансформатор благодаря наличию еще одного лопастного устройства. Называется оно реактором и представляет собой направляющий аппарат, размещенный на пути возвращения жидкости от турбины к насосу. Каналы между лопатками реактора сужаются, из-за чего при прохождении жидкости по каналам скорость потока увеличивается. Лопатки спрофилированы так, чтобы поток поворачивался в сторону вращения насоса. Однако быстрей коленвала жестко "привязанное" к маховику насосное колесо вращаться не может. В результате кинетическая энергия ускорившейся в реакторе жидкости передается не насосу, а дальше - турбине.
Обгон и блокировка
Кроме насоса, турбины и реактора внутри ГТ имеются механизм свободного хода реактора и муфта блокировки. Оба эти устройства предназначены для улучшения экономических показателей работы ГТ или, говоря проще, уменьшения потерь энергии в нем и увеличения КПД передачи.
Когда накладки истончаются до минимума, от них начинают отрываться все более крупные фрагменты (Рис. 2).
По мере того, как скорость вращения турбинного колеса увеличивается, изменяется направление потока, вытекающего из турбины. Лопатки реактора начинают мешать циркуляции, потери энергии увеличиваются, однако в какой-то момент изменившееся направление потока освобождает обгонную муфту, встроенную в реактор. После этого реактор начинает свободно вращаться вместе с жидкостью и перестает негативно воздействовать на поток.
При отсутствии жесткой связи между насосом и турбиной немалая часть энергии тратится, упрощенно говоря, на "перелопачивание" жидкости. Чтобы снизить гидравлические потери, по достижении турбинным колесом определенной скорости вращения срабатывает фрикционная муфта блокировки. Блокировка жестко соединяет турбину с корпусом ГТ наподобие того, как в сцеплении МКП маховик соединяется с "корзиной". После включения блокировки появляется жесткая связь между коленвалом двигателя и входным валом АКП - крутящий момент от двигателя прямиком передается коробке передач.
Кто тут временный?
Вот блокировка и есть основная проблема ГТ. Независимо от исполнения в той или иной модели АКП, принцип работы любой блокировки основан на использовании трения между ведущими и ведомыми элементами. Поскольку вращаются они с разными угловыми скоростями, включение блокировки сопровождается буксованием, вызывающим износ фрикционных накладок. Понятно, что работающие в таких условиях детали имеют ограниченный срок службы.
Сверху новый диск блокировки, снизу - свое отработавший (Рис. 3).
В отличие от сухих сцеплений в трансмиссиях с МКП блокировка ГТ работает в масле. Для долговечности накладок это хорошо, однако у любой медали есть обратная сторона. Накладки изнашиваются все равно, а продукты износа попадают в масло, после чего разносятся не только внутри ГТ, но и проникают в АКП. По мере того, как накладки становятся тоньше, увеличивается их проскальзывание, из-за чего износ прогрессирует. Когда накладки истончаются до минимума, от них начинают отрываться все более крупные фрагменты, пока от накладок вообще ничего не останется. Если микрочастицы откладываются в каналах гидроблока и соленоидов АКП, вызывая подклинивания клапанов и золотников, то более крупные фрагменты могут закупорить каналы, предназначенные для смазки подшипников, вызвав масляное голодание и последующее заклинивание.
Второе следствие износа и увеличивающегося проскальзывания - выделение в результате трения дополнительного тепла, что ведет к излишнему нагреву жидкости, а затем и ее перегреву. По этой причине ухудшаются рабочие свойства масла, что также не может не отразиться на долговечности ГТ и АКП. Кроме того, высокие температуры сказываются на сальниках и уплотнениях.
Обгонная муфта реактора не застрахована от поломки (Рис. 4).
В современных АКП будто специально сделано все, чтобы уменьшить срок службы блокировки. Если в старых АКП блокировка включалась на высших передачах, то в нынешних уже со второй передачи она начинает работать с управляемым проскальзыванием, когда фрикцион прижимается к корпусу не полностью, а с микроскопическим зазором. Благодаря частичной блокировке уменьшилось время, в течение которого ГТ разгоняет автомобиль исключительно в гидродинамическом режиме, а значит сократились гидравлические потери, увеличился КПД передачи и, стало быть, экономится топливо. Однако в прицел попал и второй "заяц". Если в былые времена ГТ редко напоминал о себе до 300-350 тыс. км, то сейчас его выход из строя к 200-250 тыс. км не такое уж экстраординарное явление.
Что еще может преподнести сюрприз
Не застрахована от поломки также обгонная муфта реактора. Возможны два варианта неисправностей: обгонная муфта перестает блокироваться и удерживать колесо реактора в неподвижном состоянии либо обгонная муфта заклинивает, после чего реактор будет постоянно находиться в заторможенном состоянии. Причины поломки - износ обойм и сухарей муфты, разрушение сепаратора. Со временем изнашивается и упорный подшипник реактора, однако проблемы с ним и обгонной муфтой возникают намного реже, чем с блокировкой, а вероятность столкнуться с этими проблемами невысока еще и потому, что при ремонте ГТ из-за выхода из строя блокировки обгонную муфту ремонтники также не оставляют без внимания.
Упорный подшипник реактора. Видны следы износа на упорной части ступицы и упорной шайбе (Рис. 5).
Чему должен уделить внимание владелец автомобиля, чтобы преждевременно не стать клиентом ремонтной мастерской? Прежде всего своей манере вождения. Агрессивный стиль с резкими ускорениями и торможениями, культивируемый любителями получать за рулем "удовольствие", - верный способ раньше времени превратить накладки блокировки в абразивную пудру, путешествующую вместе с маслом по ГТ и АКП. Второе - замена масла, несмотря на то, что оно, как заверяют производители, во многих современных АКП залито на весь срок службы агрегата. Масло - носитель продуктов износа, а срок службы, подразумеваемый западными производителями, по всей видимости, раза в два меньше, чем хотелось бы белорусским владельцам автомобилей с АКП.
Вердикт "Автобизнеса"
ГТ выходит из строя медленно и не всегда заметно для водителя - вот в чем беда. А когда признаки становятся явными, может статься, что проблема уже вышла за пределы "бублика" и только одним его ремонтом не отделаешься - нужно ремонтировать еще и АКП. Поэтому когда автомобиль стал с трудом трогаться с места и медленно набирать скорость либо вообще перестал трогаться с места без нажатия на педаль "газа", если при равномерном движении по трассе ощущается легкая вибрация, когда расход топлива при тех же условиях эксплуатации стал больше, чем был раньше, есть смысл показать машину специалистам - не исключено, что вы спохватились вовремя. Если восстановление ГТ обойдется в 1-3 млн руб., то ремонт АКП - это совсем другие деньги.
Сергей БОЯРСКИХ, фото автора.
Благодарим за консультации и помощь в организации фотосъемки техцентр KINERGO.