Наиболее ответственный и наименее долговечный узел в КПП - автомате это многодисковые сцепные муфты. Они позволяют соединять с валом КПП различные части планетарного редуктора. Внешний вид муфты в сборе и её составных частей почти не отличается от мотоциклетного сцепления. Муфта состоит из:
- металлических ведущих дисков со шлицами по внутреннему периметру, которые входят в зацепление с валом внутри муфты;
-ведомых дисков с фрикционными накладками. Диски имеют шлицы на внешнем периметре и они входят в зацепление с внешним корпусом муфты;
-нажимного диска (он устанавливается первым) с уплотнительными манжетами по внешнему и внутреннему диаметру.
Ведущие и ведомые диски чередуются между собой. В незадействованном состоянии диски сцепной муфты не сжаты между собой и крутящий момент не передаётся. Включение муфты достигается путем нагнетания масла между корпусом муфты (имеющего форму стакана с прорезями для шлицев) и нажимным диском. Таким образом, корпус муфты одновременно выступает в роли гидроцилиндра. Масло поступает через сверление внутри вращающего вала КПП от блока гидравлического управления. При выключении передачи из муфты всё масло назад вытечь не может. Этому воспрепятствует центробежная сила - частота вращения вала и муфты на нём достигает шести тысяч оборотов в минуту.
Рисунок 6. Многодисковая сцепная муфта.
Чтобы полностью сбрасывать масло из корпуса при выключении передачи, существует шариковый клапан на наружной стенке муфты (см. Рисунок 7).
Клапан работает следующим образом:
а) Когда давление масла внутри муфты велико за счёт включенной передачи, металлический шарик прижат напором масла к выходному отверстию (левая часть рисунка).
б) Когда давление масла внутри муфты упало из-за выключения передачи, металлический шарик уже не так сильно прижат напором масла к выходному отверстию. Центробежная сила теперь перевешивает относительно малую силу от давления масла. Шарик "забегает" в углубление и более не препятствует вытеканию масла (правая часть рисунка).
Рисунок 7. Принцип действия шарикового клапана.
Ленточный тормоз.
Ленточный тормоз позволяет зафиксировать большую солнечную шестерню относительно корпуса АКПП. Принцип действия тормоза очень прост: лента, охватывающая цилиндрическую поверхность - барабан, связанную с шестерней, при сильной затяжке её свободного конца позволяет заблокировать шестерню. Цилиндрическая поверхность в свою очередь имеет много отверстий, расположенных в шахматном порядке. Благодаря этому при срабатывании ленточного тормоза масло на поверхности барабана быстрее выдавливается из зазора между лентой и барабаном. Для лучшего эффекта лента тормоза имеет фрикционную накладку на внутренней стороне. Сила натяжения самопроизвольно увеличивается за счет вращения планетарной шестерни. Включение узла в работу происходит за счет нагнетания масла в гидроцилиндр сервотормоза. Команду на подачу масла даёт блок гидравлического управления.
Рисунок 8. Ленточный тормоз второй и четвертой передачи.
Муфта свободного хода.
Муфта свободного хода позволяет избежать конфликта между двумя передачами при работе АКПП. Это сильно ускоряет процесс переключения передач и упрощает блок гидроавтоматики. Свойство роликовой и эксцентриковой муфты передавать крутящий момент только в одну сторону используется для улучшения качества включения передач. Когда включена другая передача, данное свойство муфты устраняет проблему согласования времён соединения - рассоединения соответствующих фрикционных муфт. На рисунке 9 показаны два положения элементов обгонной муфты обоих типов - "включено" и "выключено". Обе иллюстрации показывают, что обгонная муфта может быть использована как для блокировки внешнего вращающегося кольца, так и внутреннего периметра вала. При практической реализации конструкции, неподвижное кольцо обгонной муфты может быть прикреплено к корпусу АКПП с помощью болтов, заклёпок, прессовой посадки, шлицев.
Следует обратить внимание на другое свойство как эксцентриковой, так и роликовой обгонной муфты. Они работают только, когда двигатель разгоняет автомобиль. При торможении двигателем муфта свободного хода расцепляется и состояние трансмиссии эквивалентно нейтральной передаче, что делает невозможным торможение двигателем и запуск двигателя от тягового усилия при буксировке.
Рисунок 9. Муфта свободного хода.
ГидроцилиндрыГидроцилиндры являются исполнительными механизмами для включения передач. Они преобразуют давление масла в усилие, включающее сцепную муфту.
Гидроцилиндр состоит из корпуса, поршня с уплотнительной манжетой, возвратной пружины, штуцера для подвода рабочей жидкости. Жесткость пружины определяет момент начала срабатывания гидроцилиндра.
Для срабатывания дисковых сцепных муфт применяется конструкция гидроцилиндра, встроенного в дисковую муфту. Масло подаётся вовнутрь кожуха дисковой муфты. Уплотнительные манжеты не дают вытечь маслу. Масло давит на диафрагму и создаёт усилие, прижимающее ведомые диски к ведущим. На внешнем периметре корпуса имеется разгрузочный клапан, который позволяет быстрее снять давление с муфты при её отключении.
Корпус блока клапанов.Корпус блока клапанов (Рисунок 10) является сердцем гидравлической системы управления. Он является сложной сетью взаимосвязанных каналов, прецизионных клапанов, пружин, шариковых клапанов и штуцеров. Узел в сборе содержит гидравлический клапан управления включением передач, дроссельный регулирующий клапан и клапаны выключения передач, клапаны управления включением передач и на некоторых модификациях КПП - регулирующий клапан.Корпус блока клапанов работает как компьютер. Он запрограммирован на определённый режим работы гидравлическим клапаном управления включением передач и отслеживает два гидравлических сигнала - один от дроссельного регулирующего клапана, и другой - от датчика скорости автомобиля. На основании этих данных выбирается момент переключения передачи.Третий сигнал воспринимается от рычага управления КПП.Этот сигнал даёт команду на принудительное включение водителем пониженной передачи.
В режиме ручного управления нужная передача определяется положением золотника управления. В автоматическом режиме включением передач управляют два узла: клапан включения передач, базируясь на показаниях датчика скорости и дроссельного регулирующего клапана. Блок включения передач обеспечивает как автоматическое, так и ручное переключение передач. Ручное переключение передач обеспечивается с помощью гидравлического клапана управления включением передач и обычно включает в себя нейтраль, задний ход, все передачи переднего хода плюс режимы торможения двигателем. Автоматическое переключение передач обеспечивается в соответствии со скоростью движения.
Рисунок 10. Блок управляющих клапанов АКПП
5.3 Отказы и неисправности изучаемого агрегата, их признаки, причины и способы устранения
АКПП F4AEL-K является довольно надежным, но дорогостоящим агрегатом. Поэтому долговечность и работоспособность АКПП напрямую зависит от правильной эксплуатации, основанной на своевременном техническом обслуживании данного агрегата.
Качество смазки АКПП позволяет судить о характере неисправностей в агрегатах трансмиссии. По внешнему виду и запаху трансмиссионного масла можно выявить неисправность в АКПП.
Определение неисправностей по состоянию жидкости в АКПП:
• Прозрачное и окрашенное в красный цвет масло - состояние АКПП нормальное.
• Если масло ненормально окрашенное (сильно красное, либо черное) или пахнет горелым - возможно разрушение фрикционной муфты, обычно вызванное перегревом трансмиссии. Причина - движение с большими нагрузками, или несвоевременная замена масла.
• Масло вспененное или с наличием пузырьков воздуха (светлый оттенок) - слишком большой уровень масла. Внутренний подсос воздуха. Требуется проверка агрегата в стационарных условиях.
• Наличие твердых частиц в масле - дефектные фрикционные накладки муфт, подшипники. Наличие частиц обнаруживается на масляном щупе. Требуется проверка агрегата в стационарных условиях.
• Смолянистые отложения на масляном щупе - перегрев масла в агрегате.
• Масло имеет вид эмульсии с водой - происходит утечка воды в контур охлаждения масла коробки передач через бачок радиатора.
Далее представлена таблица 1, которая более подробно описывает отказы и неисправности в автоматических коробках передач, а так же приводит причины и способы их устранения.
Таблица 1. Характерные неисправности в АКПП.
Характер неисправности | Причина | Устранение | |
Подтекание масла | 1. Плохая прокладка поддона. 2. Ослабление крепления заливной трубки. 3. Ослабление крепления хвостовика удлинителя корпуса КПП. 4. Утечка в корпусе гидротрансформатора. | 1. Заменить прокладку, либо подтянуть болты крепления поддона. 2. Подтянуть гайку крепления. 3. Подтянуть болты крепления. 4. Требуется проверка агрегата в стационарных условиях. | |
Масло вытекает через заливную горловину | 1. Высокий уровень масла. 2. Засорился сапун (вентиляционный клапан). 3. Засорился масляный фильтр или маслозаборник. 4.Внутренняя утечка масла. | 1. Проверьте уровень масла. 2. Прочистите сапун. 3. Замените фильтр или очистите маслозаборник. 4. Требуется проверка агрегата в стационарных условиях. | |
Трансмиссия перегревается (это обычно сопровождается запахом гари в масле) | 1. Мал уровень масла. 2. Засорились масляные магистрали охлаждения. 3. Движение в тяжелых условиях. 4. Неисправность масляного насоса. | 1. Проверьте уровень масла. 2. Слейте масло и залейте свежее. Если не поможет, очистите или замените трубопроводы. 3. Необходимо остановка и охлаждение. Требуется проверка агрегата в стационарных условиях. | |
Шум в работе АКПП | 1. Низкий уровень масла. 2. Неисправен гидротрансформатор. | 1. Проверьте уровень масла. 2. Требуется проверка агрегата в стационарных условиях. | |
Нет передней или задней передачи, либо пробуксовка на одной из передач | 1. Низкий уровень масла. 2. Неисправные вакуумные или гидроклапаны, отказ одной из фрикционных муфт | 1. Проверьте и скоррректируйте уровень масла. 2. Требуется проверка агрегата в стационарных условиях. | |
Замедленное или неустойчивое включение передач | 1. Низкий уровень масла. 2. Неисправные вакуумные трубопроводы. 3. Нарушение внутренних регулировок. | 1. Проверьте и скоррректируйте уровень масла. 2. Запаяйте или замените вакуумные трубопроводы. 3. Требуется проверка агрегата в стационарных условиях. |
Далее представлена таблица 2, в которой отражены причины неисправности гидротрансформатора и способы их устранения.
Таблица 2
Неиспраность | Причина | Способ устранения | |
Нет блокировки гидротрансформатора | 1. Неисправен масляный насос. 2. Заклинил управляющий клапан. 3. Неправильная работа узла клапанов: а). Заклинил клапан включения; б). Заклинил клапан блокировки гидротрансформатора; в). Заклинил предохранительный клапан. 4. Отказ блокировочной муфты. 5. Протекает уплотнительное кольцо. 6. Дефектный входной вал, либо уплотнительное кольцо. | 1. Замените масляный насос. 2. Отремонтируйте или замените узел 3. Отремонтируйте или замените тело клапана, либо его компоненты по необходимости. 4. Замените гидротрансформатор. 5. Замените гидротрансформатор. 6. Замените или отремонтируйте узел. | |
Не выключается блокировка гидротрансформатора | 1. Заклинил управляющий клапан. 2. Неправильная работа узла клапанов: а). Заклинил клапан включения; б). Заклинил клапан блокировки гидротрансформатора; в). Заклинил предохранительный клапан. | 1. Замените или отремонтируйте узел. 2. Отремонтируйте или замените тело клапана, либо его компоненты по необходимости. | |
Остается включенной блокировка гидротрансформатора при слишком низкой скорости на прямой передаче | 1. Заклинил управляющий клапан. 2. Неправильная работа узла клапанов: а). Заклинил клапан включения; б). Заклинил клапан блокировки гидротрансформатора; в). Заклинил предохранительный клапан. | 1. Замените или отремонтируйте узел. 2. Отремонтируйте или замените тело клапана, либо его компоненты по необходимости. | |
Блокируется гидротрансформатор или ведёт на низшей или второй передаче | 1. Неисправен масляный насос. 2. Неправильная работа узла клапанов: а). Заклинил клапан включения; б). Заклинил клапан блокировки гидротрансформатора; в). Заклинил предохранительный клапан. | 1. Замените масляный насос. 2. Отремонтируйте или замените тело клапана, либо его компоненты по необходимости. | |
Медленное движение или остановки при движении задним ходом | 1. Неисправен масляный насос. 2. Засорились каналы масляного радиатора, трубопроводы или штуцеры. 3. Неправильная работа узла клапанов: а). Заклинил клапан включения; б). Дефектный входной вал, либо уплотнительное кольцо. | 1. Замените масляный насос. 2. Прочистите, либо замените засорившиеся детали. 3. Отремонтируйте или замените тело клапана, либо его компоненты по необходимости. | |
Громкий стук при включении передачи (на холодном двигателе) | 1. Неисправен гидротрансформатор. 2. Дефектна муфта блокировки гидротрансформатора. 3. Протекает уплотнительное кольцо ступицы муфты блокировки. | 1. Замените гидротрансформатор. 2. Замените гидротрансформатор. 3. Замените гидротрансформатор. |
Так же представлена таблица 3, отображающая неполадки в главной передаче
Таблица 3
Неисправность | Причина неисправности | Устранение | |
Шум в приводах | 1. Большой угловой люфт в зубчатом планетарном зацеплении. 2. Изношенные оси водила. 3. Изношенные подшипники сателлитов. 4.Разрушены подшипники оси сателлитов. 5.большой осевой люфт в осях сателлитов. 6. Изношенные подшипники корпуса дифференциала. 7. Разрушены подшипники корпуса дифференциала. 8. Чрезмерный износ зубьев планетарной шестерни. 9.Низкий уровень масла 10. Несоответствие марки масла. 11. Погнут корпус моста. | 1. Отрегулировать. 2. Заменить. 3. Заменить. 4. Заменить. 5. Отрегулировать. 6. Заменить. 7. Заменить. 8. Заменить. 9. Долить. 10. Заменить масло. 11. Заменить. | |
Шум в трансмиссии при движении | 1. Шум в мосту слышен только при движении накатом, а не при нагрузке. 2. Ось сателлитов и планетарная шестерня перетянуты. | 1. Заменить, либо отрегулировать. 2. Отрегулировать. | |
Периодический шум в трансмиссии | 1. Выкрашивание зуба на планетарной шестерне. 2. Потерян болт крепления корпуса дифференциала. | 1. Заменить. 2. Закрепить. | |
Постоянный шум в трансмиссии | 1. Питтинг (усталостный износ) на оси сателлитов, или зубьях планетарной шестерни. 2. Питтинг на подшипнике. 3. Дефектные оси сателлитов. 4. Дефектные отверстия крепления полуоси. 5. Дефектные ступицы колеса. 6. Дефектные полуоси. | 1. Заменить. 2. Заменить. 3. Заменить. 4. Заменить. 5. Заменить. 6. Заменить. | |
Шум при движении на поворотах | 1. Дефектные зубья сателлитов и шестерней полуосей. 2. Дефектные крестовины дифференциала 3. Дефектные шлицы полуосей. | 1. Заменить. 2. Заменить. 3. Заменить полуось. |
5.4 Цены на запасные части изучаемого агрегата (АКПП F4AEL-K)
1. Масло трансмиссионное ATF SP III - 430 рублей за литр. Заправочный объем - 6,2 литра.
2. Масляный фильтр АКПП - 900 рублей.
3. Гидротрансформатор - 24900 рублей.
4. Набор муфт третьей и четвертой передачи - 14160 рублей.
5. Тормозная лента - 4200 рублей за штуку.
6. Главная передача в сборе - 13000 рублей.
7. Ремонтный комплект всех прокладок на АКПП - 8400 рублей.
8. Блок Управления АКПП - 24950 рублей.
9. Роликовый подшипник - около 1500 рублей.
10. АКПП F4AEL-K в сборе - 107000 рублей.
5.5 Технологический процесс, выполняемый на предприятии
Структура и описание технологического процесса.
Замена масла и масляного фильтра АКПП
Замену рабочей жидкости в АКПП целесообразно производить на подъемнике, смотровой канаве либо эстакаде.
- Перед заменой убедитесь, что двигатель прогрет до рабочей температуры.
- Подставьте под сливное отверстие поддона картера емкость объемом порядка 10 л для сбора отработанного масла.
- Выньте масляный щуп АКПП.
Надев защитные резиновые перчатки, выверните сливную пробку и спустите трансмиссионное масло в приготовленную емкость, корректируя положение последней по мере ослабевания напора струи.
- Отверните 18 болтов и снимите поддон вместе с прокладкой. Прокладка поддона подлежит замене в случае механических повреждений.
- Снимите два магнита с поддона и с их помощью соберите все металлические частицы с поддона. Наличие металлических частиц в поддоне указывает на присутствие продуктов износа АКПП. Это свидетельствует о возможном износе подшипников, шестерен и дисков.
- Очистите поддон от грязи. Для очистки используйте ветошь и специальные чистящие жидкости. Так же допускается использование автомобильного бензина любой марки.
Отверните три болта и снимите фильтр АКПП.
- Снимите прокладку с фильтра. В случае повреждения либо износа прокладка подлежит замене.
Замените фильтр АКПП на новый, предварительно установив на него прокладку.
- Установите поддон фильтра и заверните три болта (момент затяжки 10 Н*м).
- Установите магниты в поддон. При установке убедитесь, что магниты не упираются в масляные трубки.
- Замените прокладку поддона и установите поддон на корпус АКПП.
- Заверните 18 болтов (момент затяжки 9 Н*м).
- Заверните сливную пробку (момент затяжки 17 Н*м).
- Залейте новую рабочую жидкость ATF SPIII. Заправочный объем около трех литров. Жидкость следует заливать через наливной патрубок до нижней отметки масляного щупа.
- Запустите двигатель и, в режиме холостого хода, переведите селектор во все положения от "P" до "1" и обратно в положение "Р". Рычаг выбора передач должен передвигаться свободно, без каких-либо заеданий. Нажав педаль тормоза и, управляя селектором, пробуйте включать каждую передачу. Передачи должны включаться без рывков и посторонних звуков. Допускается задержка при переключении 0,7 - 1,0 секунды.
- Во время работы двигателя в режиме холостого хода проверьте уровень жидкости. При необходимости долейте жидкость до нижней метки на масляном щупе.
- Осмотрите поддон. Убедитесь, что утечки масла через поддон и сливную пробку нет.
- Произведите пробную поездку. Пробуйте использовать различные режимы АКПП. Убедитесь, что во время движения автомобиля передачи переключаются плавно, без толчков, ударов и рывков. Так же убедитесь в отсутствии посторонних шумов при работе АКПП во время движения.
Норма - часов на выполнение операции: 3,5
Проверка давления жидкости в системе.
- Прогрейте двигатель до рабочей температуры.
Установить манометр в специальное отверстие для проверки давления АКПП.
- Измерить давление в линии на каждой скорости в режиме холостого хода.
- Измерить давление в линии на каждой скорости в режиме холостого хода.
Измерить давление в линии на каждой скорости в режиме полного открытия дроссельной заслонки.
- Во избежание перегрева двигателя рекомендуется проводить замеры с интервалом в одну минуту для каждой скорости.
- Сверить показания приборов с показаниями в таблице, приведенной ниже.
Режим АКПП | Режим холостого хода | Режим полного открытия дроссельной заслонки | |
D,2,1 | 4.0 - 9.0 кг/см2 | 8.0 - 13.0 кг/см2 | |
R | 5.0 - 10.0 кг/см2 | 14.0 - 19.0 кг/см2 |
Норма - часов на выполнение операции: 0,5
Нормативно технологическая документация предприятия
Нормативно - технологическая документация, представленная на предприятии в основном складывается из официальных интернет ресурсов, предоставленных предприятию, ввиду их дилерства. Один из таких ресурсов: "http://wpc.mobisparts.eu/MPCIS_IllustRoot"
Так же документация представлена в качестве книг по эксплуатации и ремонту автомобилей, от фирм- изготовителей: KIA Motors, Nissan, Ssang Young. В Приложении 8 представлен пример этого. Книги по руководству и ремонту (Manual book) предоставляют предприятию не только полную информацию по ремонту и обслуживанию автомобилей, рекомендованных заводом - изготовителем данных автомобилей, но и являют собой гарантию партнерства между предприятием и заводом- изготовителем автомобилей.
Страницы: 1, 2
