Соленоиды АКПП: что такое, принцип работы, как проверить, замена, типичные неисправности и ремонт электромагнитного клапана

Что из себя представляет соленоид

Это электрический клапан, способный при подаче на него напряжения перекрывать прохождение гидравлической жидкости или, наоборот, разрешать её протекание через свой канал. Более продвинутые устройства могут регулировать потоки, менять их интенсивность, давление или перераспределять движение масла между разными направлениями. Всё это необходимо для управления исполнительными механизмами коробки, которые уже непосредственно воздействуют на фрикционные пакеты, тормозные ленты, блокируют гидротрансформатор или открывают весь поток масла через гидроблок и радиатор охлаждения.

Разобравшись, что такое соленоид в АКПП, можно перейти к рассмотрению конкретных конструктивных исполнений деталей и более подробному анализу их работы.

Как устроен реальный соленоид

Электромагнитный принцип работы заключается в наличии обмотки из тонкого провода с большим количеством витков, при протекании по которой электрического тока возникает сильное магнитное поле. Внутри катушки помещён металлический шток, который намагничивается и начинает перемещаться в поле катушки. Со штоком связан гидравлический клапан шарикового или золотникового типа, который таким образом открывается или закрывается. Обратный ход клапана после снятия управляющего напряжения обеспечивает входящая в его состав пружина.

Примерный алгоритм, описывающий как работает соленоид в АКПП, выглядит следующим образом:

1. Блок управления коробкой принимает решение на переключение передачи и подаёт напряжение на соответствующий клапан.
2. В обмотке появляется магнитное поле, которое сдвигает золотник соленоида, управляющее давление поступает на исполнительный механизм.
3. Блок фрикционов зажимается поршнем и в планетарном механизме выбирается нужное передаточное число.

Точно так же под управлением электронного мозга коробки задействуются и все прочие функции гидроблока по той же схеме:

• принятие решения;
• выдача электрической команды;
• преобразование её соленоидом в гидравлическое воздействие;
• выполнение команды;
• получение обратной связи от датчиков коробки и двигателя.

Но некоторые автоматы уже устроены несколько сложнее. Там в одной детали объединено несколько функций.

Как работает соленоид

Соленоид — это устройство, состоящее из катушки с проводами, корпуса и подвижного поршня (якоря). При подаче тока вокруг катушки создается магнитное поле, притягивающее поршень. Проще говоря, соленоиды преобразуют электричество в механическую работу. Преимущество соленоидов заключается в том, что их можно включать и выключать путем подачи или снятия напряжения.

Как правило, функция соленоида заключается в повороте коленчатого вала и активации блока цилиндров путем нажатия ключа зажигания на рулевой колонке или нажатия кнопки на приборной панели. Камера цилиндра получает топливо и воздух и выполняет четыре такта обычного механического двигателя внутреннего сгорания.

Катушка состоит из множества спиралей, плотно обмотанных проволокой. Когда этот кабель проводит электричество, создается сильное магнитное поле/поток. Между тем, корпус, обычно из железа или стали, окружает катушку и собирает генерируемое магнитное поле. Поршень притягивается к упору (постоянное натяжение троса) от концентрации магнитного поля, что обеспечивает механическую мощность проекта.

Корпуса электромагнитов обычно изготавливаются из пластика, алюминия, латуни или нержавеющей стали. Эти элементы выбраны потому, что они немагнитные и могут работать с регулирующими жидкостями или газами. Кроме того, они могут работать на переменном (AC) или постоянном (DC) токе, что делает многие двигатели универсальными. Не вдаваясь в подробные уравнения, можно сказать, что чем меньше труба, тем меньше доступная мощность.

Где используются соленоиды

Применения соленоидов включают широкий спектр промышленных конфигураций. Электромагнитные клапаны можно найти во многих различных отраслях промышленности, от водоснабжения и водоочистки (питьевого, сточного, черного и серого) до транспортных средств и резервуаров.

В газовых линиях также используются соленоиды для управления потоком природного газа. Известно, что утечка газа — не шутка, а возможность быстрого отключения газа повышает безопасность и снижает опасность. Посудомоечные и стиральные машины также используют соленоиды, чтобы обеспечить достаточное количество воды, например, для мытья посуды и одежды. Насколько нам известно, автомобильные приложения для соленоидов сводятся к щелчку переключателя, как вышеупомянутый автомобильный стартер.

Для чего используются в АКПП

Присутствующий в автомобиле с АКПП соленоид является специальным электромагнитным регулирующим клапаном или же клапаном-регулятором, который выполняет задачи по своевременному открытию и закрытию специального канала подачи смазочного ATF масла.

Именно за работу масляного канала коробки и отвечают автомобильные соленоиды в конструкции АКПП, если автомобили имеют автоматическую коробку для переключения передач. При этом функционирует устройство за счёт команд, поступающих от ЭБУ, то есть электронного блока управления, что делает соленоид неотъемлемым элементом конструкции авто.

ЭБУ непрерывно отправляет электроимпульсы с определённой необходимой частотой. Соленоид следит за давлением смазочного материала на конкретных определённых связках сцепления, осуществляя быстрое переключение скорости, либо же снимает блокировку с гидравлических трансформаторов.

Ещё немного о том, что же такое соленоиды в машине. Также можно назвать их элементом управления рабочими режимами АКПП.

Конструктивно ничего сложного в этом устройстве нет. Это стержень, выполненный из металла, и обвитый специальной спиралью, по которой проходит постоянный ток. Внутри этот специальный стержень является подвижным. Под воздействием поступающего тока этот стержень перемещается с помощью пружинки от конца имеющейся спирали к её началу, тем самым своевременно закрывая или же открывая поток смазочной жидкости.

Такая конструкция применяется на современных автоматических автомобильных коробках. Её основное преимущество заключается в возможности автоматического срабатывания пружинки даже в ситуациях, когда происходит сбой с электрообеспечением автомобиля. Пружинка способа перекрыть поток масла.

Разобравшись с тем, для чего в АКПП нужен соленоидный клапан, не лишним будет узнать его расположение, а также изучить возможные применяемые типы соленоидов.

Типы соленоидов для АКПП

По принципу функционирования клапаны различаются на 3 вида:

1. Соленоид EPC или LPC (LinePressureControl). Регулятор линейного давления. Основной клапан, контролирующий подачу АТФ-жидкости на остальные соленоиды и каналы. В 4-ступенчатых коробках он первым выходит из строя.
2. Соленоид ТСС — Torque Converter Clutch (или SLU — Solenoid Lock-Up). Контроллер блокировки гидротрансформатора. Через этот соленоид подается горячее, грязное масло. Поэтому клапан часто подлежит замене.
3. Shiftsolenoid. Шифтовик, отвечающий за переключение скоростей в коробке. Клапан реже выходит строя при правильной эксплуатации без резких разгонов и пробуксовок.

Типы соленоидов для АКПП

Все соленоиды можно также разделить на интеллектуальные, трехканальные, электрические.

Трехканальные электромагнитные клапаны

Предназначены для подачи масла на агрегаты, регулировки давления в системе. Это самые надежные и долговечные клапаны, благодаря которым увеличился срок эксплуатации гидроблоков.

Трехканальные соленоиды могут состоять из 3-5 каналов, которые управляют несколькими клапанами гидроплиты.

Интеллектуальные соленоиды

Позволяют управлять всей гидравлической системой. Интеллектуальные соленоиды работают по принципу вентиля – клапаны открывают и закрывают каналы, задавая определенное количество смазки. Импульс поступает на сердцевину электромагнитного клапана с бортового компьютера.

Электрические соленоиды

В современных автомобилях такие соленоиды не устанавливаются – их заменили усовершенствованные модели. Теперь они стали отдельной деталью, которую можно заменить при необходимости.

Каковы признаки выхода из строя соленоидов?

Как правило, выход из строя соленоида не потребует аварийного ремонта, скорее всего вы сможете некоторое время продолжать управлять автомобилем. Тем не менее, вы заметите определенные признаки неисправности.

1. Задержка или ошибочное переключение передач
   Если вы заметите, что переключение передач занимает немного больше времени, это может быть признаком неисправного соленоида. Причиной неисправности может быть изношенная или сильно загрязненная трансмиссионная жидкость, использование которой ведет к тому, что соленоиды заедают в открытом или закрытом положении, что затрудняет переключение передач в случае необходимости.
2. Передача не переключается при торможении.
   Это также признак неисправного соленоида. Причиной опять же является грязная трансмиссионная жидкость. Если электромагнитный клапан застрял открытым или закрытым, он не будет так легко реагировать на сигналы от ECU или TCM, сообщающие ему о замедлении автомобиля.
3. Передача застревает на нейтральной
   Это еще один признак заедания одного или нескольких соленоидов в открытом или закрытом положении из-за использования загрязненной трансмиссионной жидкости. Пока соленоид не получит сигнал для переключения на первую передачу, он не сможет выполнить требуемое действие, что ведет к нестабильному переключению передач.
4. Горит индикатор проверки двигателя
   Это верный признак того, что вам нужно доставить автомобиль на СТО для диагностики. Если неисправность соленоидов привела к активации индикатора проверки двигателя, будьте готовы к тому, что трансмиссия может перейти в режим бездействия или в режим повышенной безопасности.

Неисправности и ремонт/замена соленоидов АКПП

Прежде всего, срок службы соленоидов напрямую зависит от состояния и качества масла АКПП. Если масло грязное, клапаны-соленоиды забиваются продуктами износа АКПП, различными отложениями и т.д.

В результате клапан начинает «подклинивать» или «зависать». Естественно, коробка перестает корректно работать, появляются толчки, рывки, пинки АКПП, не включаются отдельные передачи и т.д.

Зачастую, ресурс самых надежных соленоидов не более 450 тыс. км, более дешевые «облегченные» версии исправно работают не более 250 тыс. км. Чаще всего, изнашиваются сами детали внутри соленоидов (втулки, клапаны, плунжеры, шарик и т.д.).

Диагностика и замена соленоидов коробки — автомат нужна в том случае, если АКПП стала некорректно работать. При диагностике следует проверять соленоиды по отдельности. В зависимости от типа автоматической коробки, каждый из них отвечает за те или иные функции.

Если водитель заметил, что возникли проблемы при переходе со второй на третью или с первой на вторую передачу, следует на начальном этапе изучить устройство конкретной АКПП. Тогда можно более точно предположить, какой соленоид неисправен.

Также проблема с соленоидами часто проявляется в виде высвечивания ошибки, загорания сигнальной лампы неисправной АТ на панели приборов и т.д.

В таком случае ошибки нужно считать сканером и расшифровать, а также проверить гидроблок и соленоиды. Соленоиды проверяются на сопротивление, а также промываются или продуваются сжатым воздухом.

На практике это означает, что соленоид в таком случае можно только промыть и прочистить. Если же соленоид можно разобрать, тогда возможна замена его обмотки, а также более тщательная очистка всех элементов клапана.

Замена соленоидов в коробке — автомат выполняется после диагностики их работоспособности. Для замены необходимо снять клапанную плиту, извлечь неисправный клапан и установить новый. После этого гидроблок устанавливается на место, проверятся герметичность, заливается жидкость АТФ и затем тестируется работа АКПП.

Ремонт своими руками – алгоритм действий

Проверить соленоиды АКПП можно самостоятельно, заведя авто и проехав на нем некоторое время. Затем машину установить на подъемник или заехать на яму, заглушить двигатель. Для слива горячей АТФ-жидкости подставить емкость и делать это осторожно.

Открутить болты с поддона, почистить его и магниты. Протереть область прилегания тряпкой. Деформированный поддон лучше заменить, поставить новую прокладку. Фильтр также сменить.

Алгоритм действий:

1. На гидроблоке отключить датчики температуры.
2. Отсоединить соленоиды от разъемов на АКПП.
3. При снятии гидроплиты стоит быть осторожнее – может потечь масло.
4. Раскрутить болт соленоида, снять кронштейн, вытащить клапан.
5. Воспользоваться схемой конкретной АКПП, чтобы открыть и промыть гидроблок.
6. Поставить гидроплиту на место со всеми соленоидами – если они восстановлению не подлежат, то сменить их на новые.
7. Собрать коробку в обратном порядке – поможет фотофиксация всех этапов.
8. Поменять все фильтры, уплотнители, прокладки.
9. Для компенсации уровня масла необходимо всю жидкость измерить и залить АТФ, исходя из нормы – объем старого плюс 200-300 мл нового масла.
10.  Прогреть двигатель и проверить уровень АТФ-жидкости.

Подключение нового соленоида должно производиться голыми руками. Перчатки оставляют ворсинки, которые сразу же загрязняют агрегат и сокращают срок службы новых деталей.

Как проверить работоспособность

Проводник, имеющий форму спирали, в котором возникает магнитное поле, называется соленоидом. Применяется в автомобилях и предназначен для переключения датчиков и клапанов на расстоянии. Таким образом, если клапан или какой-либо датчик перестал функционировать, то, прежде всего, проверке подвергают соленоид.

Для проверки потребуется следующее:

• компрессор;
• оборудование для диагностики;
• различные инструменты – отвертки, ключи и другие.

Для проверки соленоида его необходимо переключить в режим “омметра”. Отыскать соленоид в автомобиле можно посредством технической документации, которая идет с каждым транспортным средством. Соленоид должен быть подключен к бортовому компьютеру. Обратить внимание и на то, в каком состоянии находится клапан. Он может быть закрытым или открытым.

1. Следующим этапом следует проверка электрического сопротивления соленоида. В работе потребуется применить омметр, который следует подключить к клеммам компонента. О том, каким сопротивлением должен обладать соленоид в горячем и холодном состоянии, указано в технической документации. Проверить контур компонента на замыкание. Необходимо каждый контакт через корпус автомобиля замкнуть. В течение долгого периода эксплуатации в соленоиде скапливается большое количество загрязняющих компонентов. По возможности следует промыть соленоид в бензине. Возможно, что приходится иметь дело с неразборным компонентом. Тогда придется заменить старый соленоид на новый, и можно быть уверенным в том, что проблема устранена.
2. Соленоид является источником мощного магнитного поля. В результате этого внутри скапливается большое количество металлических микрочастиц. Они оседают на стенках каналов и вскоре начинают препятствовать нормальной работе клапана. Подвижные части работают с перебоями. Удалять металлические микрочастицы можно посредством компрессора. Высокое давление воздуха удалит весь мусор, скопившийся за несколько лет или месяцев эксплуатации. Не забыть обратить внимание на то, в каком состоянии должен находиться клапан в обычном состоянии.
3. Если соленоид закрыт в нормальном положении, то выполнить простой тест. Отключить устройство от источника питания. После этого направить струю воздуха, которая должна задерживаться внутри, а не выходить через выходной канал. Подать напряжение на соленоид. В данной ситуации воздушная струя должна начать выходить через выходной канал. Если условия выполняются, то можно сказать, что компонент находится в пригодном состоянии.
4. С иной ситуацией придется столкнуться в случае с нормально открытым соленоидом. Как только компонент был обесточен, воздух должен начать выходить через выходной клапан. При подаче тока канал запирается, и воздух остается внутри.

Электромагнитный клапан.

Наличие короткого замыкания становится причиной низкого сопротивления. Его можно измерить и для этого необходимо отыскать электродвижущую силу, а также ее внутреннее сопротивление. На основании полученных сведений выполнить требуемые расчеты. Для расчета короткого замыкания потребуется лишь тестер.

Снижение энергопотребления соленоида

Одним из основных недостатков соленоидов, особенно линейного соленоида, является то, что они являются «индуктивными устройствами», изготовленными из катушек с проволокой. Это означает, что соленоидная катушка преобразует часть электрической энергии, используемой для их работы, в «нагрев» из-за сопротивления провода. Другими словами, при длительном подключении к источнику электропитания они нагреваются, и чем дольше время, в течение которого питание подается на соленоидную катушку, тем горячее становится. Также, когда катушка нагревается, ее электрическое сопротивление также изменяется, позволяя течь большему току, повышая ее температуру.

При постоянном входном напряжении, подаваемом на катушку, катушка соленоидов не имеет возможности остыть, потому что входная мощность всегда включена. Чтобы уменьшить этот самогенерируемый эффект нагрева, необходимо уменьшить либо количество времени, в течение которого катушка находится под напряжением, либо уменьшить количество тока, протекающего через нее. Один из способов потребления меньшего тока заключается в подаче подходящего достаточно высокого напряжения на электромагнитную катушку, чтобы обеспечить необходимое электромагнитное поле для работы и посадки плунжера, но затем один раз активировать для снижения напряжения питания катушек до уровня, достаточного для поддержания плунжера, в «сидячем» или закрытом положении.

Что будет, если соленоид вовремя не заменить

Придется избегать нагрузок на автомобиль с плохо работающими клапанами в АКПП. Затем будут слышны посторонние звуки, на приборной панели отображаться ошибки, автомобиль начнет дергать.

При несвоевременной замене начнут изнашиваться все детали трансмиссии, АКПП будет работать некорректно, как и соленоид блокировки гидротрансформатора. Поэтому клапаны следует вовремя менять, иначе критическое состояние коробки может привести к покупке нового дорого агрегата.

Соленоиды рассчитаны на 350-400 тыс. км пробега. Однако на эксплуатацию деталей влияют нагрузки, повреждения, качество масла. Периодическая проверка и своевременная замена вышедших из строя клапанов продлит срок службы АКПП.

Несколько рекомендаций по установке

Чтобы установить вентиль, предварительно необходимо подготовить систему трубопровода, очистить от грязи и пыли во избежание преждевременной неисправности прибора. Осуществляется установка специального фильтра, помогающего избежать попадания крупных инородных частиц.

Показатель стрелки, зафиксированный на корпусе устройства должен быть идентичен направлению движения потока среды. Иначе это также может привести к серьезной поломке. Еще потребуется максимально плотно закрепить концы вентилей. На практике актуально использование двух гаечных ключей. Монтаж осуществляется сварочными работами, либо при помощи соединений, которые предусматривают разборку.

Обязательно нужно изолировать участки, где будет подключение. Для поставленной цели используются герметик или обычная изолента

Перед тем, как подключить устройство, важно проверить технические характеристики катушек на требования

Как вам статья?

Павел

Бакалавр "210400 Радиотехника" – ТУСУР. Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники

Написать

Пишите свои рекомендации и задавайте вопросы