Um die Symptome des Schaltsolenoids zu verstehen, ist es wichtig zu verstehen, warum und wie sich Automatikgetriebe VERBESSERT haben, BEVOR es Solenoide gab, und warum überhaupt Solenoide hinzugefügt wurden.
Wie Planetengetriebe funktionieren
Getriebe und Achsgetriebe, die automatisch schalten (CVT-Einheiten ausgenommen), haben ein oder mehrere Planetengetriebe im Kern der Einheit. Diese Getriebesätze sowie Antriebs- und Halteelemente wie Bremsen und Kupplungen liefern die verschiedenen Geschwindigkeitsbereiche, einschließlich des Rückwärtsgangs.
Ein einfaches Planetengetriebe besteht aus einem Sonnenrad, einem Planetenträger mit mehreren kleinen Zahnrädern, die sich um dieses Sonnenrad drehen, und einem Hohlrad, das die Außenseite der Planetenräder umgibt.
Wenn Sie den Planetenträger festhalten und das Hohlrad antreiben, wird der Planetenträger angetrieben. Das ist der Vorwärtsgang.
Hält man das Hohlrad fest und treibt den Planetenträger an, wird das Sonnenrad als Ausgang angetrieben, um ein Übersetzungsverhältnis zu liefern, und hält man das Sonnenrad fest, während man den Planetenträger antreibt, dreht sich das Hohlrad als Ausgang, um ein anderes Übersetzungsverhältnis zu liefern, usw.
Die Kraft vom Motor wird über den Drehmomentwandler übertragen, der eine Turbine in das Gehäuse des Drehmomentwandlers integriert hat und eine Turbine mit entsprechenden Schaufeln, die an der Welle befestigt ist, die das Innenleben des Getriebes antreibt.
Jeder Teil des Planetengetriebes kann gehalten oder angetrieben werden. Die Kupplungen der rotierenden Trommeln werden hydraulisch durch einen Kolben in der Trommel betätigt. Sätze von „Bremskupplungen“ oder statischen Bändern, die außen am Getriebe befestigt und durch hydraulische Kolben betätigt werden, wirken als „Halteelemente“.
Es gibt auch Freilaufkupplungen, die mechanisch durch die Drehrichtung der Elemente betätigt werden.
Die Hydraulik eines Getriebes
Das hydraulische Element eines Getriebes beginnt mit dem Ansaugen der Flüssigkeit aus der Wanne durch den Filter zur Pumpe, die von der Außenschale des Drehmomentwandlers angetrieben wird. Diese Schale ist an die „Flexplatte“ des Motors geschraubt, die in ihrer Mitte an die Kurbelwelle geschraubt ist.
Sie wird „Flexplatte“ genannt, weil sich bei steigendem Druck im Drehmomentwandler dessen Gehäuse ausdehnt und, da dieses Gehäuse an den Außenrändern der Flexplatte verschraubt ist, diese Platte mit der Ausdehnung des Drehmomentwandlers nachgeben muss. Deshalb reißen Schwungräder von Automatikgetrieben manchmal in der Mitte.
Der von der Pumpe erzeugte hydraulische Druck füllt den Drehmomentwandler und steht dem „Ventilkörper“ als „Fahrdruck“ zur Verfügung. Dieser Ventilkörper besteht in der Regel aus Aluminium und ist mit einer zwischen zwei Dichtungen eingeklemmten Platte mit vielen kleinen Löchern an das Getriebegehäuse geschraubt.
Der Ventilkörper ist mit einem komplexen Satz interner Kanäle mit Schieberventilen und Federn bearbeitet, die entwickelt wurden, um den hydraulischen Druck zu den verschiedenen Antriebs- oder Halteelementen zu leiten, die mit dem oder den Planetengetrieben interagieren, die die verschiedenen Geschwindigkeitsbereiche bereitstellen.
Behalten Sie diesen Gedanken – wir kommen gleich zu den Solenoiden.
Wie alte Getriebe schalten
Ein „Regler“ mit einem internen Schieberventil wurde ursprünglich so konstruiert, dass er sich schneller dreht, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit zunimmt, und dieser Regler betätigte sein Schieberventil unter Verwendung der Zentrifugalkraft.
Wenn sich das Schieberventil im Regler mit zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit bewegt, wird der Druck der durch den Regler fließenden Flüssigkeit zu anderen Schieberventilen im Ventilkörper geschickt, bewegt sie gegen den Federdruck und leitet die Flüssigkeit zu den Antriebs- oder Halteelementen um.
Es ist notwendig, jeden Gang länger zu halten, wenn das Getriebe bei starker Beschleunigung des Getriebes oder wenn das Fahrzeug eine schwere Last zieht, schaltet. Dies erfordert einen weiteren Druckkanal, der dem Reglerdruck entgegenwirkt. Dieser Druck wird „Drosselklappendruck“ genannt.
Bei vielen älteren Getrieben gibt es ein „Modulatorventil“ mit einem beweglichen Kern, der an eine interne Vakuummembran im Ventil befestigt ist. Der Kern bewegt ein einfaches federbelastetes Schieberventil im Getriebe.
Das Vakuum, das dieses Modulatorventil speist, kommt direkt vom Ansaugkrümmer. Wenn der Motor belastet ist, nimmt das Vakuum ab, der Kern des Ventils bewegt sein Schieberventil im Getriebe, um dem Reglerdruck entgegenzuwirken.
Wenn der Drosselklappendruck ansteigt, kann der Reglerdruck den nächsten Schaltvorgang im Zyklus nicht auslösen, bis die Fahrzeuggeschwindigkeit (über den Regler) den Reglerdruck erhöht, um den Drosseldruck zu überwinden, was den Schaltvorgang erzwingt, nur später, als es bei niedrigerem Drosseldruck der Fall gewesen wäre.
Fast alle Getriebe begannen, sich von Vakuummodulatoren zu lösen, um die Drosselklappenposition (über eine Verbindung oder ein Kabel) zur Steuerung des Drosseldrucks zu verwenden. Chrysler-Getriebe verwendeten im Gegensatz zu den meisten anderen Plattformen nie Vakuummodulatoren.
Solenoide und Ausfallsymptome
Die ersten Getriebesolenoide wurden entwickelt, um die „Drehmomentwandlerkupplung“ zu steuern, eine Funktion, die Ende der 1970er Jahre auftauchte, um die Kraftstoffeffizienz zu erhöhen.
Die meisten Getriebe hatten 3 Gänge und „Overdrive“. Im dritten Gang würde die Drehmomentwandlerkupplung (TCC) das Gehäuse des Drehmomentwandlers mit der Turbine verriegeln, was eine direkte Verbindung zwischen Motor und Turbinenwelle bewirkt. Wenn Sie auf die Bremse treten, löst sich die Drehmomentwandlerkupplung.
Wenn der Motor kalt ist, erlauben einige Fahrzeuge keine Verriegelung des Drehmomentwandlers, da dieser Wärme erzeugt, während er die Flüssigkeit schert, wenn die TCC entriegelt ist, und das Getriebeöl sich schnell aufwärmen muss, um einen optimalen Getriebebetrieb zu gewährleisten.
Diese TCC-Solenoide können kleben bleiben, wodurch der Drehmomentwandler eingerückt bleibt, wenn das Fahrzeug zum Stillstand kommt, und den Motor abwürgen. Dies ist das erste Symptom, das wir erwähnen werden und das durch ein defektes Solenoid verursacht werden kann.
Wenn das Solenoid die TCC nicht verriegeln kann, wird die Kraftstoffeffizienz leiden, und der Fahrer merkt möglicherweise nicht einmal, dass die TCC sich nicht verriegelt, es sei denn, er beobachtet aufmerksam den Drehzahlmesser.
Solenoide und Fahrzeugcomputer
Als Computer in den späten 1970er und frühen 1980er Jahren in Fahrzeugen üblich wurden, begannen Ingenieure, immer mehr Komponenten der Steuerung durch Computer anzuvertrauen.
Obwohl der Ventilkörper immer noch auf die gleiche Weise funktionierte, wurden Computer-Eingänge und -Ausgänge hinzugefügt. Druckschalter meldeten den Flüssigkeitsdruck in verschiedenen Teilen des Ventilkörpers. Diese frühen Schalter waren Ein-/Ausschalter, wurden aber schnell durch einen oder mehrere Druckaufnehmer ersetzt, die den Druck anzeigten.
Sowohl der Drosselklappendruck als auch der, was einst der Reglerdruck war, wurden beide zu Elementen des computergesteuerten Getriebes durch die pulsierende Ansteuerung eines speziellen Solenoids. Schaltsolenoide könnten angewendet werden, um den Anstieg des Flüssigkeitsdrucks in bestimmten Teilen des Ventilkörpers zu erzwingen.
Motorbelastung, Fahrzeuggeschwindigkeit, Drehzahlen der Getriebeeingangs- und -ausgangswelle und Drosselklappenposition wurden plötzlich zu den Daten, die die Getriebedrücke, Schaltpunkte und sogar das Gefühl und die Qualität des Schaltvorgangs bestimmten. Viele Getriebe „entkoppeln“ den Motor momentan im Moment des Schaltvorgangs, um das Schaltgefühl zu glätten.
Einige asiatische Fahrzeuge verwendeten eine „Fuzzy-Logik“, um zu verhindern, dass das Getriebe bei aktiviertem Tempomat bei flachen Steigungen herunterschaltet. Leistungspakete begannen mit Schaltern auf dem Armaturenbrett oder am Schalthebel zu erscheinen, um das Schaltgefühl für diejenigen zu ändern, die scharfe, harte Schaltvorgänge zwischen den Gängen mochten.
Funktion und Probleme des Schaltsolenoids
Verschiedene Getriebe haben eine unterschiedliche Anzahl von Solenoiden, und sie arbeiten nicht immer in der Reihenfolge, die wir denken könnten. Sequential denkende Personen könnten logischerweise glauben, dass, wenn ein Getriebe ein Solenoid A, ein Solenoid B und ein Solenoid C hat, Solenoid A den 1-2-Schaltvorgang auslösen würde, Solenoid B den 2-3-Schaltvorgang und Solenoid C den 3-4-Schaltvorgang auslösen würde.
So funktioniert es nicht.
Sie können ein einfaches Diagramm des Schaltsolenoids konsultieren und sehen, wie kompliziert der Solenoidbetrieb zwischen den Gängen ist:
Wenn Solenoide ausfallen, hängt es davon ab, WELCHES Solenoid ausfällt, was daraus resultiert. Ein Schaltsolenoid kann ausfallen und mehrere Geschwindigkeitsbereiche beeinflussen (siehe Diagramm oben). Und nicht alle Symptome sind solenoidbezogen.
DTCs im Zusammenhang mit Solenoiden zeigen den elektrischen Stromkreis des Solenoids oder einen Zustand an, bei dem mit dem Stromkreis nichts falsch ist, aber das PCM oder TCM dem Solenoid befohlen hat zu handeln, aber aus den Eingangs- und Ausgangsgeschwindigkeitseingaben bestimmt, dass der befohlene Schaltvorgang nicht wie befohlen stattgefunden hat. Dies wird als „Leistungsfehler“ eingestuft.
Typischerweise, wenn ein Solenoid ausfällt, werden Sie einen Unterschied im Gefühl oder der Qualität des Schaltvorgangs bemerken. Das Getriebe könnte einen Gang überspringen, hart schalten usw.
Wenn die Stromversorgung der Getriebesolenoide bei neueren Fahrzeugen verloren geht, wird das Steuersolenoid standardmäßig auf einen hohen Druck gehen, um ein Durchrutschen und Zerstören der Kupplungen zu verhindern, und das Getriebe wird standardmäßig in einen höheren Gang als den ersten Gang schalten.
Aber bei früheren Getrieben wurden die Solenoide des Getriebes durch eine Sicherung mit Strom versorgt, und wenn diese Sicherung aus irgendeinem Grund entfernt wird oder durchbrennt, wird das Getriebe im ersten Gang starten und nie schalten.
Wo befinden sich die Schaltsolenoide?
Solenoide wurden ursprünglich als separate Komponenten am Ventilkörper montiert, und die meisten Getriebewerkstätten ersetzten alle Solenoide bei der Überholung des Getriebes (das ist eine gute Sache), um zu vermeiden, dass Solenoide Probleme verursachen, was oft der Fall ist.
Viele Getriebe und Achsgetriebe haben immer noch Schaltsolenoide, die direkt am Ventilkörper montiert sind, aber sie werden oft in Sets verkauft.
Aber bei neueren Getrieben sind die Solenoide typischerweise in einem einzigen „Solenoid-Pack“ enthalten, das alle Solenoide beherbergt. Dieses Solenoid-Pack ist bei einigen Chrysler-Achsgetrieben extern und kann ersetzt werden, ohne sogar das Getriebeölgehäuse zu entfernen, aber die meisten Solenoid-Packs erfordern das Ablassen der Flüssigkeit, um das Solenoid-Pack zu ersetzen, und in einigen Fällen kann eine Programmierung oder Anlernprozedur erforderlich sein.
Einige Honda-Achsgetriebe haben typischerweise einzelne Solenoide, die außen montiert sind.
Asiatische Achsgetriebe (wie Nissan) erden in der Regel ihre Getriebesolenoide und schalten die Stromversorgung des Solenoids vom PCM/TCM, aber die meisten anderen Plattformen versorgen die Solenoide immer, wenn der Schlüssel eingeschaltet ist, und steuern sie, indem sie die Masse schalten.