Чтобы понять симптомы неисправности соленоида переключения передач, важно понять, почему и как автоматические трансмиссии переключались ДО появления соленоидов и зачем вообще были добавлены соленоиды.
Как работают планетарные передачи
Трансмиссии и ведущие мосты, которые автоматически переключают передачи (за исключением вариаторов), имеют одну или несколько планетарных передач в своей основе. Эти планетарные ряды, наряду с ведущими и удерживающими элементами, такими как тормоза и муфты, обеспечивают различные диапазоны передач, включая задний ход.
Простая планетарная передача состоит из солнечной шестерни, водила с несколькими сателлитами, которые вращаются вокруг этой солнечной шестерни, и коронной шестерни (эпицикла), которая охватывает внешнюю сторону сателлитов.
Если удерживать водило и вращать солнечную шестерню, коронная шестерня будет вращаться в противоположном направлении. Это дает задний ход.
Удержание солнечной шестерни и вращение коронной шестерни приводит к вращению водила, обеспечивая одно передаточное отношение, а удержание коронной шестерни при вращении водила заставляет солнечную шестерню вращаться в качестве выходного звена, обеспечивая другое передаточное отношение, и так далее.
Мощность от двигателя передается через гидротрансформатор, который имеет насосное колесо, встроенное в корпус гидротрансформатора, и турбинное колесо с соответствующими лопатками, закрепленное на валу, который приводит в движение внутренние механизмы трансмиссии.
Любая часть планетарного ряда может быть заблокирована или приводиться во вращение. Муфты во вращающихся барабанах включаются гидравлически с помощью поршня внутри барабана. Наборы «тормозных муфт» или стационарные ленты, закрепленные на внешней стороне трансмиссии и приводимые в действие гидравлическими поршнями, действуют как «удерживающие» элементы.
Также существуют обгонные муфты, которые включаются механически в зависимости от направления вращения элементов.
Гидравлическая система трансмиссии
Гидравлическая часть трансмиссии начинается с забора жидкости из поддона через фильтр в насос, который приводится от внешнего корпуса гидротрансформатора. Этот корпус прикручен к «гибкой пластине» двигателя, которая, в свою очередь, в центре прикручена к коленчатому валу.
Её называют «гибкой пластиной», потому что при увеличении давления в гидротрансформаторе его корпус расширяется, и, поскольку этот корпус прикручен к внешним краям гибкой пластины, эта пластина должна изгибаться вместе с расширением гидротрансформатора. Вот почему маховики автоматических трансмиссий иногда трескаются в центре.
Гидравлическое давление, создаваемое насосом, заполняет гидротрансформатор и доступно для «гидроблока» в виде «давления магистрали». Этот гидроблок обычно изготовлен из алюминия и прикручен к картеру трансмиссии с пластиной, зажатой между двумя прокладками, имеющими множество маленьких отверстий.
Гидроблок фрезерован со сложным набором внутренних каналов, снабженных золотниковыми клапанами и пружинами, предназначенными для направления гидравлического давления к различным ведущим или удерживающим элементам, которые взаимодействуют с одним или несколькими планетарными рядами, обеспечивающими различные диапазоны передач.
Запомните эту мысль – мы скоро перейдем к соленоидам.
Как переключались старые трансмиссии
Изначально был разработан «центробежный регулятор» с внутренним золотниковым клапаном, который вращался быстрее с увеличением скорости автомобиля, и этот регулятор воздействовал на свой золотник, используя центробежную силу.
По мере того как золотник внутри регулятора меняет положение с увеличением скорости автомобиля, давление жидкости, проходящей через регулятор, направляется к другим золотниковым клапанам внутри гидроблока, перемещая их против давления пружины и перенаправляя жидкость к ведущим или удерживающим элементам.
Необходимо удерживать каждую передачу дольше при переключении трансмиссии, когда автомобиль интенсивно ускоряется или тянет тяжелый груз. Для этого требуется другой канал давления, который противодействует давлению регулятора. Это давление называется давлением «дроссельной заслонки».
На многих старых трансмиссиях есть «модуляторный» клапан с подвижным сердечником, прикрепленным к внутренней вакуумной диафрагме внутри клапана. Сердечник перемещает простой подпружиненный золотниковый клапан в трансмиссии.
Разрежение, питающее этот модуляторный клапан, поступает непосредственно из впускного коллектора. Когда двигатель нагружен, разрежение уменьшается, сердечник клапана перемещает свой золотник в трансмиссии, чтобы противодействовать давлению регулятора.
Когда давление дроссельной заслонки увеличивается, давление регулятора не может вызвать следующее переключение в цикле до тех пор, пока скорость автомобиля (через регулятор) не увеличит давление регулятора, чтобы преодолеть давление дросселя, заставляя переключение произойти, но позже, чем это было бы при более низком давлении дросселя.
Почти все трансмиссии начали отказываться от вакуумных модуляторов в пользу использования положения дроссельной заслонки (через тягу или трос) для контроля давления дросселя. Трансмиссии Chrysler, в отличие от большинства других платформ, никогда не использовали вакуумные модуляторы.
Соленоиды и симптомы неисправностей
Первые соленоиды трансмиссии были разработаны для управления «муфтой гидротрансформатора» (МГТ) – функцией, которая начала появляться в конце 1970-х годов с целью повышения топливной экономичности.
Большинство трансмиссий имели 3 скорости и «повышающую передачу» (овердрайв). На третьей передаче муфта гидротрансформатора (МГТ) блокировала корпус гидротрансформатора с турбиной, создавая прямую связь между двигателем и валом турбины. При нажатии на тормоз муфта гидротрансформатора разблокировалась.
Когда двигатель холодный, некоторые автомобили не разрешают блокировку гидротрансформатора, поскольку он генерирует тепло, сдвигая жидкость, когда МГТ разблокирована, а жидкость трансмиссии должна быстро прогреваться для оптимальной работы коробки передач.
Эти соленоиды МГТ могут залипать, удерживая гидротрансформатор заблокированным, когда автомобиль останавливается, вызывая заглохание двигателя. Это первый симптом, который мы упомянем, и он может быть вызван неисправным соленоидом.
Если соленоид не может заблокировать МГТ, топливная экономичность пострадает, и водитель может даже не осознавать, что МГТ не блокируется, если только он не следит за тахометром.
Соленоиды и автомобильные компьютеры
Поскольку компьютеры стали обычным явлением на автомобилях в конце 1970-х и начале 1980-х годов, инженеры начали поручать компьютерам управление все большим количеством компонентов.
Даже если гидроблок по-прежнему работал по тому же принципу, были добавлены компьютерные входы и выходы. Датчики давления сообщали о давлении жидкости в различных частях гидроблока. Эти ранние датчики были простыми выключателями, но вскоре были заменены одним или несколькими преобразователями, указывающими давление.
Давление дроссельной заслонки и то, что раньше было давлением регулятора, оба стали элементами трансмиссии, управляемыми компьютером, благодаря импульсному управлению специальным соленоидом. Соленоиды переключения передач могли применяться для принудительного увеличения давления жидкости в определенных частях гидроблока.
Нагрузка двигателя, скорость автомобиля, скорости входного и выходного валов трансмиссии и положение дроссельной заслонки внезапно стали данными, которые определяли давления в трансмиссии, точки переключения и даже ощущение и качество переключения. Многие трансмиссии на мгновение «разъединяют» двигатель в момент переключения передачи, чтобы смягчить ощущение переключения.
Некоторые азиатские автомобили использовали «нечеткую логику», чтобы предотвратить переключение трансмиссии на пониженную передачу при подъеме на пологие склоны с включенным круиз-контролем. Начали появляться пакеты производительности с переключателями на приборной панели или на рычаге переключения передач, чтобы изменить ощущение переключения для тех, кто любил резкие и жесткие переключения между передачами.
Принцип работы и проблемы соленоида переключения передач
Разные трансмиссии имеют разное количество соленоидов, и они не всегда работают в том порядке, который мы могли бы предположить. Люди, мыслящие последовательно, могли бы логично предположить, что если у трансмиссии есть соленоид A, соленоид B и соленоид C, то соленоид A отвечал бы за переключение 1-2, соленоид B за переключение 2-3, а соленоид C за переключение 3-4.
Но это работает не так.
Вы можете посмотреть на простую таблицу соленоидов переключения передач и увидеть, насколько сложна работа соленоидов между передачами:
Когда соленоиды выходят из строя, последствия зависят от того, КАКОЙ именно соленоид вышел из строя. Один соленоид переключения передач может выйти из строя и повлиять на несколько диапазонов передач (см. таблицу выше). И не все симптомы связаны с соленоидом.
DTC (коды неисправностей), связанные с соленоидом, будут указывать на электрическую цепь соленоида или на состояние, когда с цепью все в порядке, но PCM или TCM приказал соленоиду действовать, но на основе данных о скорости входного и выходного валов определяет, что commanded переключение не произошло, как было commanded. Это классифицируется как «неисправность производительности».
Как правило, при выходе из строя соленоида вы заметите разницу в ощущении или качестве переключения передач. Трансмиссия может пропускать передачу, переключаться резко и т.д.
Если питание соленоидов трансмиссии на новых автомобилях пропадает, соленоид управления давлением по умолчанию перейдет в режим высокого давления, чтобы предотвратить проскальзывание и разрушение муфт, и трансмиссия по умолчанию перейдет на передачу выше первой.
Но на более ранних трансмиссиях соленоиды питались через предохранитель, и если этот предохранитель удален или перегорел по какой-либо причине, трансмиссия будет трогаться на первой передаче и никогда не переключаться.
Где находятся соленоиды переключения передач?
Изначально соленоиды устанавливались на гидроблоке в качестве отдельных компонентов, и большинство мастерских по ремонту трансмиссий заменяли все соленоиды при капитальном ремонте трансмиссии (это хорошая практика), чтобы избежать проблем, вызванных соленоидами, так как это часто случается.
Многие трансмиссии и ведущие мосты до сих пор имеют соленоиды переключения передач, установленные непосредственно на гидроблоке, но они часто продаются комплектами.
Но на более новых трансмиссиях соленоиды обычно содержатся в одном «пакете» соленоидов, который содержит все соленоиды. Этот соленоидный пакет на некоторых ведущих мостах Chrysler является внешним и может быть заменен без даже снятия поддона трансмиссии, но для замены большинства соленоидных пакетов требуется слив жидкости, а в некоторых случаях может потребоваться программирование или адаптация.
Некоторые ведущие мосты Honda обычно имеют отдельные соленоиды, установленные снаружи.
Азиатские ведущие мосты (например, Nissan) обычно заземляют соленоиды трансмиссии и коммутируют питание соленоида от PCM/TCM, но большинство других платформ подают питание на соленоиды всегда, когда ключ зажигания включен, и управляют ими, коммутируя «землю».