Диагностика трансмиссий с АКПП

Прежде чем принимать решение о капитальном ремонте трансмиссии с АКПП, необходимо хотя бы ориентировочно выяснить причину неудовлетворительной работы коробки пере­дач. Часто такой причиной служит неисправность одного из многочисленных датчиков или нарушение одного из регулиро­вочных параметров системы управления, поэтому простая за­мена датчика или восстановление регулировочного значения параметра может привести к нормализации работы АКПП. Та­ким образом, квалифицированная диагностика АКПП и системы ее управления может во многих случаях избавить владельца ав­томобиля от дорогостоящего ремонта.

Диагностика трансмиссии с АКПП представляет собой про­цесс последовательного исключения из числа подозреваемых исправных элементов исследуемой системы, в результате чего остаются только те, которые могут быть связаны с возникшей неисправностью. Редко когда удается сразу определить неис­правный элемент.

Выход из строя трансмиссии с АКПП обычно происходит в результате возникновения одной или комбинации следующих неисправностей:

• в гидравлической части системы управления;

• в электрической части системы управления;

• одного или нескольких фрикционных элементов управле­ния АКПП;

• механической части АКПП;

• гидротрансформатора;

• электронного блока управления;

• нарушения регулировок.

Поскольку принцип работы всех трансмиссий с АКПП практи­чески одинаков, то для автомобиля любой марки или модели можно предложить общий алгоритм выявления причины неис­правности:

1. Разговор с владельцем автомобиля.

2. Проверка уровня масла и его состояния.

3. Проверка работы двигателя на режиме холостого хода, мест соединений электропроводки, троса привода управления коробкой передач.

4. Проверка наличия в памяти блока управления кодов неис­правности (в случае электрогидравлической системы с элек­тронным блоком управления).

5. Проверка давлений в гидравлической части системы уп­равления.

6. Проверка на полностью заторможенном автомобиле (Stall test).

7. Проверка в движении (Road test).

 

1. Разговор с владельцем автомобиля

Часто игнорируемый, но очень важный этап в определении неисправности АКПП. Суть этого этапа заключается в выясне­нии точного характера претензий к работе коробки передач со стороны владельца автомобиля. Из разговора следует полу­чить, как можно подробнее, сведения относительно работы АКПП. Если устное описание неисправности владельцем авто­мобиля не совсем понятно, то необходимо проехать вместе с ним на его автомобиле. Но прежде чем это делать, следует вы­полнить этапы диагностики 2, 3, и 4.

Дорожная проверка в комбинации с беседой с владельцем автомобиля является достаточно эффективным способом опре­деления неисправности. Иногда дорожная проверка может по­казать, что коробка передач находится в нормальном состоя­нии, а владелец просто не знает, как она должна правильно экс­плуатироваться. Если автомобиль не в состоянии двигаться, то разговор с владельцем автомобиля в отношении поломки ста­новится чрезвычайно важным.

Во время разговора с заказчиком необходимо провести внешний осмотр автомобиля. Наличие форкопа для прицепа может служить признаком эксплуатации транспортного средст-

ва на тяжелых режимах. Следует выяснить, как обслуживалась трансмиссия и какие проблемы возникали в процессе эксплуа­тации автомобиля.

Все это облегчит задачу поиска неисправности и обеспечит надежность ремонта, особенно если выход из строя АКПП обус­ловлен разрушением одного или нескольких фрикционных эле­ментов управления.

 

2. Проверка уровня масла и качество состояния

Измерение уровня масла дает некоторые непосредственные и важные сведения о состоянии трансмиссии. Неправильный уровень масла .может привести к возникновению более чем двадцати неисправностей в работе как системы управления, так и самой АКПП. Часто работа коробки передач нормализуется сразу же после того, как уровень масла был приведен к норме.

Проверка уровня масла технически не трудная задача, но ни­когда не следует доверять словам владельца автомобиля о том, что уровень масла нормальный. Всегда проверьте его сами, и часто вы будете удивлены различием между словами владельца автомобиля и фактическим уровнем масла.

Как правило, уровень масла следует проверять при нормаль­ной рабочей температуре масла 85 'С. Большинство щупов для из­мерения уровня масла имеют отметки для определения уровня как для горячего (НОТ), так и холодного (COOL) состояния. Разность уровней холодного и горячего масла может составлять 25 мм.

Процедура контроля уровня масла для большинства автомо­билей имее последовательность:

• установите автомобиль на ровной горизонтальной площадке;

• для обеспечения мер безопасности при измерении уровня масла включите ручной тормоз;

• заведите двигатель и установите режим холостых оборотов;

• установите рычаг выбора диапазона в позицию «N»;

• выждите примерно 3 мин, с тем чтобы уровень масла в под­доне АКПП стабилизировался;

• последовательно переведите рычаг выбора диапазона во все возможные для данной модели автомобиля положения, задерживая его в каждой позиции на несколько секунд (это необходимо для обеспечения заполнения маслом всей си­стемы управления);

• установите рычаг выбора диапазона в положение «N» (для некоторых моделей автомобилей в положение «Р»);.

• определите уровень масла в АКПП.

При перемещении рычага выбора диапазона происходит за-питывание маслом всех контуров системы управления. Это при­водит к дополнительному расходу масла из поддона коробки пе­редач и уменьшению уровня масла на рабочих режимах по cpaej нению с исходным положением. Поэтому перед проверкой уровня масла следует выждать несколько десятков секунд, что необходимо для стабилизации уровня масла в поддоне АКПП.

Теперь рассмотрим, чем грозит неправильный уровень мас­ла в поддоне АКПП:

1. Низкий уровень. Низкий уровень масла приводит к захва­тыванию насосом наряду с маслом и воздуха. Воздух, смешива­ясь с маслом, увеличивает его сжимаемость, что приводит к за­держке переключения передач и замедлению нарастания дав­ления в бустерах фрикционных элементов управления во время их включения. Последнее обстоятельство увеличивает время скольжения блокировочных муфт и тормозов. Кроме того, могут возникнуть шумы, воспроизводимые насосом и регулятором давления. Наличие воздуха в масле не позволяет насосу обес­печивать необходимым количеством масла трансформатор и систему смазки, что также вызывает перегрев, быстрый износ и выход из строя других элементов трансмиссии.

Низкий уровень масла может быть результатом внешних уте­чек или недостаточного количества заправленного масла. Если внешний осмотр не подтвердит предположения об утечках, то, по всей вероятности, при заправке было залито недостаточное количество масла или неправильно был определен его уровень. В этом случае следует просто добавить необходимое количест­во масла до отметки «полный» в горячем состоянии.

2. Высокий уровень. Если уровень масла слишком высок, то звенья планетарных рядов коробки передач будут окунаться в масло. Это вызовет его вспенивание и приведет к тем же самым результатам, что и низкий уровень масла. Вспенивание в комби­нации с перегревом вызывает быстрое окисление и испарение масла, что приводит к ненормальной работе клапанов, сервомо­торов и фрикционных элементов. Кроме того, при высоком уровне масла может происходить его утечка через заливную горловину и сапун в картере трансмиссии. Во избежание пере­лива масла необходимо внимательно ознакомиться с рекомен­дациями завода-изготовителя по измерению уровня масла во время его замены или пополнения.

Для большинства трансмиссий с АКПП слив масла из короб­ки передач осуществляется путем удаления поддона. При этом масло удаляется только из самой коробки передач, системы уп­равления и системы охлаждения. В системе подпитки гидро­трансформаторов, как правило, имеются специальные клапаны, не позволяющие при остановленном двигателе сливаться из них маслу. В то же время большинство гидротрансформаторов не имеют сливной пробки, поэтому при замене масло из трансфор­матора не сливается, что считается вполне нормальным. В свя­зи с этим в инструкции по эксплуатации можно найти два объе­ма заливаемого масла: для «сухой» трансмиссии и для случая замены масла.

Одним из способов проведения быстрой экспертизы работо­способности АКПП является анализ качества масла. Основными параметрами, определяющими работоспособность коробки, являются цвет и запах масла. Естественно, если коробка пере­дач была сравнительно недавно заправлена новым маслом, то ни цвет, ни запах масла не позволят правильно судить о ее со­стоянии.

Свежее масло из-за добавления в него красителя имеет красный, зеленый или желтый цвета, но во время эксплуатации оно достаточно быстро изменяет свой цвет на цвет темного про­зрачного лака.

Некоторые данные о возникшей неисправности в АКПП мож­но обнаружить из анализа состояния масла. Для этого нужно капнуть масло со щупа на белую хлопчатобумажную ткань или бумажную салфетку и провести небольшой экспресс анализ. Ес­ли имеется один из перечисленных ниже признаков, то требует­ся капитальный ремонт трансмиссии:

1. Масло обесцвечено и имеет черный оттенок с включения­ми частиц фрикционного материала.

2. В масле имеются включения частиц фрикционного матери­ала или металла

3. Масло непрозрачно и кажется очень вязким (оно стало липким и прилипает к щупу для измерения уровня). Для опреде­ления вязкости можно сравнить его с новым маслом, используя для этого бумажную салфетку или полотенце. Нормальное мас­ло легко впитывается бумажной салфеткой, в то время как мас­ло с повышенной вязкостью впитывается очень медленно;

4. Масло мутное. Это означает, что охлаждающая жидкость двигателя попала в систему охлаждения масла АКПП и смеша­лась с ним. Охлаждающая двигатель жидкость вызывает раз­дувание и размягчение фрикционных накладок муфт и тормо­зов. Единственно правильный способ восстановления АКПП в этом случае - замена радиатора, промывка каналов системы охлаждения трансмиссии и подпитки гидротрансформатора, капитальный ремонт АКПП и замена или ремонт гидротранс­форматора;

5. Масло пенится или пузырится. Это может быть вызвано ли­бо низким, либо высоким его уровнем. Если с уровнем все нор­мально, то наиболее правильно предположить попадание воз­духа во всасывающую полость насоса. Осмотр следует начинать с фильтра и в первую очередь проверить прокладки и кольцевые уплотнения.

Если имеются сомнения относительно состояния масла, то следует снять поддон и осмотреть его. В поддоне всегда име­ется некоторый осадок, что является вполне нормальным. При осмотре поддона надо обратить внимание прежде всего на следующее:

• наличие значительных частиц стали, бронзы или пластика (это указывает на возможное разрушение какой-либо втул­ки, упорной шайбы или на повреждение внутренних поверх­ностей деталей);

• наличие частиц фрикционных накладок (это указывает на выход из строя одного или нескольких фрикционных эле­ментов управления);

• наличие стальных частиц или кусочков фрикционного мате­риала может быть также признаком неисправности гидро­трансформатора.

Однако осмотр поддона не всегда может дать достоверный результат. Конструкции новых фильтров настолько хороши, что не пропускают продукты износа и разрушения деталей в под­дон, поэтому в дополнение к сказанному рекомендуется снять фильтр и осмотреть его.

Если владелец автомобиля жалуется на затянутый процесс переключения или обращает внимание на ранние переключе­ния, то нередко эти недостатки устраняются после замены фильтра и масла.

Если в результате исследования состояния масла, поддона и фильтра были выявлены указанные выше недостатки, то замена масла и фильтра не исправит положения. В этом случае решить проблему позволит только капитальный ремонт АКПП.

Во многих случаях анализ состояния масла позволяет опре­делить значительную внутреннюю поломку коробки передач, и процесс диагностики на этом можно прекратить, поскольку дальнейшие шаги становятся бессмысленными.

 

3. Проверка работы двигателя на режиме холостого хода, мест соединений электропроводки, троса привода управления коробкой передач

Если уровень и состояние масла оказались нормальными, то необходимо продолжить исследование. Для этого следует про­верить работу двигателя на режиме холостого хода, мест соеди­нений электропроводки, троса привода управления коробкой передач, осмотреть места соединения двигателя и трансмиссии с шасси.

Двигатель и коробка передач - две части одной системы, по­этому их совместная работа должна быть согласована. В связи с этим проверка работы двигателя представляет собой важный этап диагноза коробки передач.

Неисправность двигателя может приводить к формированию неправильных сигналов, используемых системой управления ко­робкой передач. Система управления не имеет возможности оп­ределять достоверность поступившей информации и в любом случае реагирует на нее. Это может приводить к резким или позд­ним переключениям передач или их комбинации. Кроме того,

сложности могут усугубляться способностью электронной систе­мы управления двигателем адаптироваться к его неправильной работе, что привносит путаницу в работу блока управления АКПП.

Перед продолжением проверки АКПП необходимо выявить и исправить все недостатки в работе двигателя. Любая неисправ­ность двигателя должна быть устранена. Можно быть введен­ным в заблуждение и разобрать коробку передач только для то­го, чтобы убедиться в ее исправности, а на самом деле пробле­ма заключается в двигателе.

Внимательно прислушайтесь к работе на режиме холостого хода разогретого до рабочей температуры двигателя. В случае необходимости для определения частоты вращения двигателя воспользуйтесь тахометром.

Проверка механизма выбора диапазона работы коробки пе­редач осуществляется с места водителя. Это простой контроль работы рычага выбора диапазона и его фиксации в каждом из положений.

Каждое положение рычага выбора диапазона фиксируется и имеет соответствующую маркировку. Если маркировка немного не совпадает с фиксированным положением рычага, это счи­тается вполне допустимым. При большом рассогласовании маркировки и положения рычага необходимо провести регули­ровку. Если фиксация рычага отрегулирована неправильно, <т> клапан выбора диапазона может включать не тот контур управ­ления коробкой передач, который должен соответствовать дан­ному положению рычага, что может привести к снижению давле­ния в основнг й магистрали на диапазоне «D» из-за утечек, кото­рые будут происходить, например, через контур диапазона «N». Снижение давления приведет к выходу из строя фрикционных элементов управления коробкой. Кроме того, неправильная ре­гулировка механизма выбора диапазона может вызвать его са­мопроизвольное перемещение.

Регулировка этого механизма достаточно проста, но ею час­то пренебрегают. Для регулирования механизма обычно рычаг выбора диапазона устанавливают в позицию «D», и клапан выбо­ра диапазона также фиксируется в положении «D». Для прове­дения этой процедуры рекомендуется обратиться к инструкции по эксплуатации завода-изготовителя. С точки зрения безопас­ности всегда следует проверять правильность регулировки по­ложений «Р» и «N». При этом установка рычага в эти положения должна приводить к ощущению его нормальной фиксации.

В случае использования чисто гидравлической системы уп­равления весьма важной становится проверка системы управле­ния клапана-дросселя и скоростного регулятора. Неисправность одного из этих элементов вызывает, как правило, наибольшее количество проблем, связанных с неправильным переключени­ем передач и возникающими поломками АКПП.

В случае механической системы управления клапаном-дрос­селем следует проверить легкость перемещения этого клапана и его реакцию на изменение положения дроссельной заслонки, особенно при ее закрытии. При этом не должно быть никаких за­держек. Убедитесь в том, что клапан-дроссель свободно пере­мещается на протяжении всего хода педали управления дрос­сельной заслонкой.

Перед регулировкой троса клапана-дросселя необходимо проверить угол открытия дроссельной заслонки при нажатой до упора педали управления подачей топлива. Если дроссельная заслонка полностью не открывается, то следует отрегулировать систему ее привода. Ход дроссельной заслонки и перемещение клапана-дросселя должны быть синхронизированы. Для прове­дения регулировки троса клапана-дросселя необходимо обра­титься к инструкции по эксплуатации завода-изготовителя.

Если управление клапаном-дросселем осуществляется с по­мощью модулятора, то при осмотре вакуумных магистралей следует обращать внимание на петли шланга и трещины, осо­бенно в месте соединения модулятора с коллектором. Уделите особое внимание соединению патрубка вакуумного шланга с модулятором. Оно, как правило, имеет тенденцию к ослабле­нию, что приводит к утечкам. Необходимо убедиться в том, что вакуумный шланг трансмиссии подключен к соответствующей вакуумной системе.

 

4. Проверка работоспособности трансмиссии на полностью заторможенном автомобиле (Stall Test)

Целью данной проверки является измерение максимальной частоты вращения двигателя на диапазонах «D» и «R» при полно­стью остановленном выходном вале АКПП. По величине этой ча­стоты можно определить работоспособность гидротрансфор­матора, муфт свободного хода, а также наличие скольжения в некоторых фрикционных элементах управления АКПП.

Перед началом проверки необходимо убедиться в том, что уровень масла в двигателе и трансмиссии находится в норме и его температура близка к рабочей.

Кроме того, автомобиль должен быть надежно закреплен от перемещения. Для этого необходимо установить рычаг выбора диапазона в позицию «Р» и включить основный тормоз. Никто из людей не должен находиться как перед автомобилем, так и по­зади него. Проверка состоит из следующих этапов:

1. Подключите и установите тахометр так, чтобы его показа­ния можно было видеть с места водителя.

2. Нажмите до упора на педаль тормоза.

3. Переместите рычаг выбора диапазона в положение «D».

4. Нажмите до упора на педаль управления дроссельной за­слонкой.

5. Определите с помощью тахометра частоту вращения дви­гателя (длительность этого этапа не должна превышать 5 се­кунд, в противном случае может возникнуть серьезный пере­грев, и трансмиссия или двигатель выйдут из строя).

6. Переведите рычаг выбора диапазона в положение «N».

7. Дайте остыть двигателю, для чего он должен в течение 30 секунд проработать на оборотах холостого хода.

8. Переместите рычаг выбора диапазона в положение «R».

9. Нажмите до упора на педаль управления дроссельной за­слонкой.

10. Определите с помощью тахометра частоту вращения дви­гателя (длительность этого этапа также, по указанным выше причинам, не должна превышать 5 секунд).

Если во время проведения проверки частота вращения дви­гателя превышает регламентированное заводом-изготовите­лем автомобиля значение, то необходимо немедленно отпус­тить педаль управления дроссельной заслонкой. Превышение' оборотов двигателя регламентированного значения является признаком скольжения фрикционных элементов управления, и дальнейшая проверка может привести к выходу их из строя. В случае возникновения необычного шума проверку также необ­ходимо прекратить.

В процессе проверки на полностью заторможенном автомо­биле трансформатор может производить скулящий шум, что считается нормальным. Однако возникновение любого метал­лического шума может быть признаком неисправности гидро­трансформатора.

 

5. Анализ результатов проверки на полностью заторможенном автомобиле (Stall Test)

Анализ результатов испытаний на неподвижном автомобиле заключается в сравнении определенной во время проверки часто­ты вращения двигателя с регламентированной заводом-изготови­телем частотой. Отклонение частоты вращения двигателя в ту или иную сторону можно интерпретировать следующим образом.

1. Частота вращения коленчатого вала двигателя на диапазо­нах «D» и «R» больше регламентированного значения на 200-300 об/мин является признаком скольжения одного или двух фрик­ционных элементов управления АКПП. Причиной этого может быть вспенивание масла, низкое давление в основной магист­рали системы управления, изменение свойств фрикционных на­кладок элементов управления АКПП.

2. Частота вращения коленчатого вала двигателя на диапазо­нах «D» и «R» отличается от регламентированного значения на большую величину, в результате чего проверка была остановле­на. В этом случае вероятнее всего предположить опять-таки пробуксовку одного или двух фрикционных элементов управле­ния АКПП из-за низкого давления в основной магистрали или изменения свойств фрикционных накладок элементов управле­ния АКПП. Кроме того, причиной слишком высоких оборотов двигателя могут служить срезанные шлицы на валу турбинного колеса.

3. Частота вращения коленчатого вала двигателя на диапа­зонах «D» и «R» ниже регламентированного значения на 100-200 об/мин (обычно в этом случае владелец автомобиля жалуется на снижение мощности двигателя). Причиной этого скорее всего является неисправность двигателя или системы его управления.

4. Обороты двигателя ниже заданных заводом-изготовителем. Причиной этого можгутбыть неисправность гидротрансформато­ра (выход из строя обгонной муфты, соединяющей реактор гид­ротрансформатора с картером трансмиссии) или неисправность двигателя.

Если обороты двигателя во время проведения Stall test соот­ветствуют регламентированным, это является признаком нор­мального состояния двигателя и работоспособности гидротран­сформатора и фрикционных элементов управления, включае­мых в АКПП на первой передаче и передаче заднего хода. Это, однако, еще не означает, что муфта свободного хода реактора гидротрансформатора может свободно расклиниваться и пере­водить тем самым его в режим работы гидромуфты.

Если максимальная скорость транспортного средства при полностью открытой дроссельной заслонке меньше расчетной примерно на 33%, то можно предположить, что произошло за­клинивание обгонной муфты реактора гидротрансформатора. Побочным эффектом этого может быть перегрев масла и сниже­ние давления, развиваемого насосом.

Другой способ определения исправности обгонной муфты гидротрансформатора заключается в следующем. Установите рычаг выбора диапазона в положение «N» и до упора нажмите на педаль управления дроссельной заслонкой. Если обороты дви­гателя при этом превышают 3000 об/мин, то это означает, что реактор свободно вращается в потоке масла. Если же обороты двигателя не превышают 3000 об/мин, то обгонную муфту за­клинило, и реактор гидротрансформатора работает как гидрав­лический тормоз.