Современные автоматические коробки передач в обязательном порядке снабжаются соленоидами, который по факту являются небольшим электромагнитным клапанами-регуляторами. Подобные клапаны отвечает за открытие/закрытие масляного канала в гидравлической плите в соответствии с импульсами, получаемыми от ЭБУ. В прошлом соленоиды АКПП были довольно простыми. Современные клапаны намного сложнее, но вместе с тем, они практически не изнашивают гидравлическую плиту. Разберемся с устройством и неисправностями таких соленоидов.
Конструкция соленоида АКПП
Примерно с 80-х годов прошлого века соленоиды начали активно использоваться в АКПП. Тогдашняя конструкция, сегодня называемая On-Off, отличалась простотой и дешевизной. Вместе с тем, старые соленоиды страдали от обрывов цепи в обмотке и от коротких замыканий. Кроме того, ослабление пружины означало, что масляный канал или не будет закрываться вовремя, или вообще перестанет закрываться полностью. Дальнейшая эволюция соленоидов выглядит следующим образом:
- Соленоиды Volvo. Конструкция была дополнена толкающим сердечником, фильтром-сеткой в канале и специальным шариковым металлическим клапаном. Канал для масла имел сразу два выхода. По сути, это гидравлический клапан и электрика в одном корпусе. Электроклапан имеет два положения: нормально открытое и нормально закрытое. При обесточивании клапан закрывается пружина. По ходу эксплуатации стало ясно, что такая конструкция оказалась довольно сложной и устройство слишком часто выходит из строя;
- Трехканальные соленоиды (3-way). Особенность таких соленоидов в том, что они соединяют 3 канала. В первом положении шарик дает маслу ход из первого канала во второй, а во втором положении открывается проход уже из второго канала в третий. До появление такого соленоида давления сбрасывалось из пакета сцепления специальным механическим клапаном, однако 3-way соленоиды, находясь во втором положении, могли взять на себя эту задачу.
- Соленоиды типов PMW (широтно-импульсной модуляции), VBS (переменного пропуска), VFS (переменной силы). Это полноценные соленоиды-регуляторы, работающие по принципу «вентиля», а не «крана». PMW-соленоиды активно применяются для управления вторичным золотником. Более сложные VBS показали себя весьма неплохо: они чувствительны даже к небольшим колебаниям подаваемого давления и эффективно управляют потоком низкого давления. Наиболее сложные VFS-соленоиды могут работать и с высоким, и с низким давлением, однако к изменениям подаваемого давления они не чувствительны.
Отдельно стоит отметить линейные соленоиды. Часто их называют пропорциональными. Крупнейшим их проектировщиком и изготовителем является японская фирма Aisin Co. Конструкция соленоидов предусматривает наличие подвижного золотника-плунжера с отверстиями. Такие соленоиды позволяют эксплуатировать гидроплиту в щадящем режиме, так как ее самый изнашиваемый участок был вынесен непосредственно в клапан.
Какие бывают
Существует несколько распространенных классификаций. В основе первой лежат пропорциональные показатели ходов и их количество. Виды:
Запорный;
Рис 4. Запорный
- Распределяющий;
- Переключающий.
Рис 5. Переключащий
Второй тип классификации зависит от того, каким образом располагается механизм и клапаны:
- Бистабильный;
- Нормально открытый (если подается напряжение, автоматически закрываются);
- Нормально закрытый (в рабочем состоянии закрыты и открываются после подачи напряжения).
БС (бистабильный) получил наибольшую популярность, поскольку управляется с помощью электрического импульса, передача которого происходит через пульт. С его помощью определяется положение устройства: закрытое или открытое.
В зависимости от используемого материала для уплотнителей и мембраны выделяют:
- EPDM;
- FKM;
- NBR;
- PTFE;
- TEFLON;
- VMQ.
Они отличаются высокими показателями эластичности с применением редких технологий для изготовления и химических составов. Последние модели содержат в составе резину и силикон. Благодаря усовершенствованному составу выносливость увеличивается до 250 градусов.
В зависимости от выдерживаемого напряжения клапаны можно разделить:
- С переменным током AC;
- С постоянным током AD.
Каждый вид допускает погрешность +10%. Последний разработанный стандарт имеет обозначение IP65. По классификации можно обозначить:
- Пилотные (воздействие не осуществляется напрямую).
Рис 6. Пилотный
- Действуют напрямую.
Рис 7. Прямой
Такие вентили воздействуют при наличии минимального давления либо при его отсутствии. Как правило, используется для реализации бытовых нужд, ресиверов накопительных или сливных. В пилотном варианте есть автоматический элемент управления. Механизм срабатывает при минимальном различии в показателях давления.
Классификация по назначению
Современные соленоиды АКПП классифицируют не только по конструктивным особенностям, но и по назначению (функциям). Более того, в последние годы появились новые типы соленоидов, вследствие чего классификация данных устройств может показаться рядовому автолюбителю очень сложной. Попробуем разобраться.
Наиболее распространенными соленоиды маркируются как EPC, LPC и TCC. EPC и LPC-соленоиды еще называют соленоидами контроля линейного давления. По сути, это управляющие устройства, которые распределяют масло на все остальные электромагнитные клапаны и дают ему ход в каналы. Как правило, именно они выходят из строя первыми.
Соленоиды TCC (также бывают SLU) отвечают за управление блокировкой гидравлического трансформатора. Такие клапаны берут на себя задачу подключения и блокировки муфты гидротрансформатора, что позволяет повысить КПД коробки передач и брать резкий разгон, как того может требовать спортивный стиль езды. Проблема в том, что через соленоиды проходит горячее и загрязненное масло из гидротрансформатора. Грязь в масле (графит, металлическая стружка, кевлар) образуется в результате нагрузки на фрикционы и прочие элементы коробки передач. Так как в современных коробках передач предусмотрен режим «регулируемого проскальзывания» с сопутствующим нагревом масла, TCC-соленоиды работают в очень жестких условиях. Как и соленоиды EPC или LPC, они часто выходят из строя.
Соленоиды-переключатели, которые правильнее иметь как Shift Solenoid, отвечают за переключения скоростей. Обычно их несколько. Имеют следующие обозначения S1, S2,. (или SL1,… если переключатель линейный). Иногда обозначаются латинскими буквами A, B,. Обратившись к техническим руководствам, можно увидеть комбинации открытых и закрытых клапанов, соответствующих переключению с одной скорости на другую. Чем больше ступеней в коробке передач, тем сложнее такие комбинации. Зависимость «3 скорость = 3 соленоид» не всегда является правильной, так что при появлении проблем с одной из скоростей не нужно готовиться к замене соленоида соответствующего ей порядка — для начала стоит провести диагностику у специалиста.
Что касается новых типов соленоидов, то здесь все относительно просто. Выделяют управляющий соленоид, который берет на себя задачу управления клапанами гидроплиты. Разновидность управляющего клапана, соленоид управления охлаждением масла, работает практически так же, как и термостат — открывает канал, по которому масло сможет двигаться через внешний радиатор. Также стоит выделить соленоид качества переключения передач. Он включает в работу лишь тогда, когда переключается передача, гарантируя мягкое «проскальзывание».
Возможные причины выхода из строя клапанов
Современные соленоиды, способны выходить из рабочего строя, как и любой другой сложный компонент авто. Причем причины могут быть не только из-за износа последних, но и связанные с другими скорее внешними причинами.
1. Одной из причин неисправности АКПП и соленоидов в частности может стать применение владельцем автомобиля плохого, некачественного масла. Что же происходит в этом случае? На частях клапана начинает коксоваться масляный осадок, что в определенный момент заклинит в одном положении шток, а значит и сам канал и ни о каком нормальном функционале уже речь идти не может.
Ремонт соленоида в этом случае сложный и дорогостоящий, поскольку менять придется не один,а все сразу. Избежать этого поможет регулярная замена расходно-смазочных материалов.
2. К поломке электроклапанов может привести и неисправность блока управления авто. Но проверить так это или нет можно лишь путем компьютерной диагностики машины. Цена восстановления при этом будет высокой за счет стоимости самого блочка.
Расположение соленоидов АКПП и их эксплуатационный ресурс
Искать электроклапаны нужно в нижней части коробки передач — в гидравлической клапанной плите, иначе называемой гидроблоком. Крепятся клапаны с помощью болтов или прижимной пластины. В отдельных моделях АКПП гидроблок находится не в нижней части агрегата, а сбоку. В обоих случаях можно видеть шлейф-проводку с выводами на штекеры, которые соединяет соленоиды с бортовой электросистемой.
В силу разнообразия конструктивных решений уверенно говорить о том, каков ресурс соленоидов, попросту невозможно. Можно лишь отметить некоторые их особенности и обратиться к информации от производителей. Так, например, VFS-соленоидами снабжены одни из самых распространенных коробок-автоматов: ZF 6HP21-6HP28. Такие регуляторы в среднем требуют замены раз в 3-5 лет активной эксплуатации. Столь небольшой ресурс обусловлен тем, что вследствие износа в соленоидах меняется степень открытия канала. Блок управления подстраивается под такие изменения, но лишь до определенного момента. Более простые PMW-соленоиды сегодня собирают из анодированных деталей, так что изделие становится более долговечным — ресурс составляет 6-7 лет, зачастую и того больше. Весьма распространенные линейные соленоиды обычно служат порядка 5-6 лет. В отдельных случаях даже изношенное устройство можно «реанимировать» посредством очистки, замены втулки, уплотнителей, колец и других элементов.
Рекомендации
- Кембриджский словарь для продвинутых учащихся
дает два фонетических варианта /ˈsəʊ.lə.nɔɪd/ и /ˈsoʊ.lə.nɔɪd/.«Соленоид: значение в Кембриджском словаре английского языка».
Dictionary.cambridge.org
. В архиве из оригинала 16 января 2022 г.. Получено 16 января 2017. - Французский термин был придуман в 1823 году от σωλήν «канал, труба» и -оид (-o-ειδής) суффикс. «Соленоид» в: Trésor de la langue française informatisé
. Греческое σωληνοειδ, «форма трубы», впервые засвидетельствовано в Эней Тактик (4 век до нашей эры). Генри Джордж Лидделл, Роберт Скотт,
Греко-английский лексикон
(1843). Смотрите также «Соленоид».
Интернет-словарь этимологии
. В архиве из оригинала 28 июля 2011 г. - Сессия Академия наук
от 22 декабря 1823 г., напечатано в: Ampère, «Mémoire sur la théorie mathématique des phénomènes électro-Dynamiques»,
Mémoires de l’Académie royale des Sciences de l’Institut de France
6 (1827 г.), Париж, Ф. Дидо, С. 267ff. (и инжир. 29–33). «l’assemblage de tous les circuit qui l’entourent [а именно l’arc], Assemblage auquel j’ai donné le nom de
соленоид электро-динамический
, du mot grec σωληνοειδὴς, dont laignation exprime précising ce qui a la forme d’un canal, c’est-à-dire la surface de cette forme sur laquelle se Trouvent tous les circuit »(стр. 267). - или, что то же самое, диаметр катушки предполагается бесконечно малым (Ampère 1823, p. 267: «des courants électriques formants de très-petits circuit autour de cette ligne, dans des plan infiniment rapprochés qui lui soient perpendiculaires»).
- [[1]]
- Джайлз, Дэвид. Введение в магнетизм и магнитные материалы. CRC press, стр. 48, 2015.
- «Архивная копия» (PDF). В архиве (PDF) из оригинала 10 апреля 2014 г.. Получено 28 марта 2013.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (ссылка на сайт)
- Мюллер, Карл Фридрих (1 мая 1926 г.). «Berechnung der Induktivität von Spulen» [Расчет индуктивности катушек]. Archiv für Elektrotechnik
(на немецком).
17
(3): 336–353. Дои:10.1007 / BF01655986. ISSN 1432-0487. S2CID 123686159. - Каллаган, Эдмунд Э .; Маслен, Стивен Х. (1 октября 1960 г.). «Магнитное поле конечного соленоида». Технические отчеты НАСА
. НАСА-TN-D-465 (E-900). - Качагли, Алессио; Baars, Roel J .; Филипс, Альберт П .; Kuipers, Bonny W.M. (2018). «Точное выражение для магнитного поля конечного цилиндра с произвольной однородной намагниченностью». Журнал магнетизма и магнитных материалов
.
456
: 423–432. Дои:10.1016 / j.jmmm.2018.02.003. ISSN 0304-8853. - Курс, Андре; Каралис, Аристеидис; Моффатт, Роберт; Joannopoulos, J.D .; Фишер, Питер; Солячич, Марин (6 июля 2007 г.). «Беспроводная передача энергии с помощью сильносвязанных магнитных резонансов». Наука
.
317
(5834): 83–86. Дои:10.1126 / science.1143254. PMID 17556549. S2CID 17105396. - Чжоу, Вэньшэнь; Хуан, Шао Ин (28 сентября 2022 г.). «Новая конструкция катушки для широкополосной беспроводной передачи энергии». Симпозиум Международного общества прикладных вычислительных электромагнетиков (ACES) 2022 г.
. - Рен, Чжи Хуа; Хуан, Шао Ин (август 2022 г.). «Конструкция короткого соленоида с однородным B1 для портативного магнитно-резонансного томографа с низким полем с использованием генетического алгоритма». Proc. 26-я ISMRM
: 1720. - Jian, L .; Shi, Y .; Liang, J .; Liu, C .; Сюй, Г. (июнь 2013 г.). «Новая система направленной магнитной жидкостной гипертермии, использующая массив катушек HTS для лечения опухолей». IEEE Transactions по прикладной сверхпроводимости
.
23
(3): 4400104. Дои:10.1109 / TASC.2012.2230051. S2CID 44197357. - Чжоу, Вэньшэнь; Хуан, Шао Ин (июль 2022 г.). «Точная модель для быстрого вычисления резонансной частоты нерегулярного соленоида». Протоколы IEEE по теории и методам микроволнового излучения
.
67
(7): 2663–2673. Дои:10.1109 / TMTT.2019.2915514. S2CID 182038533. - Чжоу, Вэньшэнь; Хуан, Шао Ин. «Код точной модели для быстрого расчета резонансной частоты нерегулярного соленоида». Цитировать журнал требует | журнал = (Помогите)
- Чжоу, Вэньшэнь; Хуан, Шао Ин (октябрь 2022 г.). «Моделирование собственной емкости нерегулярного соленоида». IEEE Transactions по электромагнитной совместимости
: 1–9. Дои:10.1109 / TEMC.2020.3031075. - Чжоу, Вэньшэнь; Хуан, Шао Ин. «Код точной модели для определения собственной емкости нестандартных соленоидов». Цитировать журнал требует | журнал = (Помогите)
- Д. Ховард Деллинджер; Л. Э. Уиттмор и Р. С. Ульд (1924). Радио инструменты и измерения
.
Циркуляр NBS
.
C74
. ISBN 9780849302527 . Получено 7 сентября 2009. - «Как держать звонок в дверь». Популярная наука
(Март 1975 г.). Март 1975. с. 117. В архиве из оригинала 14 мая 2018 г.. Получено 29 ноября 2022.
Подробнее о неисправностях соленоидов автоматических коробок передач
В современных коробках передач клапаны PWW типа могут работать недостаточно эффективно, на что будет реагировать электронный блок управления, но выйдут из строя далеко не сразу. Если компьютер выдает «код неисправности», как-то OBDII: P2714, соленоид окончательно вышел из строя. В случае устройств других типов, поломка может произойти внезапно. Вот основные причины:
- Сильный износ входного отверстия, элементов плунжера, а также протечки. Практика показала, что чем сильнее загрязнено масло, тем быстрее изнашивается соленоид. Это основная причина выхода из строя PWW клапанов;
- Появление трещин на корпусе соленоида, обрыв цепи обмотки, анормальный режим работы цепи (короткое замыкание), ослабление возвращающей пружины. Актуально для всех соленоидов. Часто помогает перемотка, пайка, а также чистка, замена втулок;
- Загрязнения соленоида продуктами износа, появление нагара. Практика показывает, что клапаны-золотники соленоидов начинают плохо работать после прогрева масла. Проблема наблюдается и при холодном масле, но намного реже. Часто помогает чистка соленоида или элемента гидроблока с применением растворителей или ультразвука. Специалисты также рекомендуют проводить размагничивание.
В подавляющем большинстве случаев соленоиды выходят из строя в результате износа каналов, шарика или плунжера, а также клапана, манифольда и втулок. Процесс износа этих элементов начинается с загрязнения соленоида. Быстрее всего истираются бронзовые втулки, тем временем как прочие элементы соленоиды, часто исполняемые из анодированных сплавов, истираются очень долго. Если устройство снять, прочистить, опционально заменить износившиеся детали, а также заменить масло, проблемы с АКПП могут надолго исчезнуть.
Характер езды
Как бы это удивительно не казалось, но от характера езды на вашем авто, во многом зависит и срок службы который сможет прослужить вам соленоид. Специалисты утверждают что более мягкая неторопливая езда на машине значительно продлевает срок службы соленоидов.
А вот если вы поклонник более агрессивной манеры ведения своего авто, то должны знать, что частое нажатие на педаль газа и частое переключение передачи, станет причиной отказа от работы, выхода из рабочего строя соленоида, износа в прямом смысле слова, буквально на первой сотне километров.
Износ плунжера также станет причиной отказа работы клапана, будет наблюдаться нерегулярная подача тока, затем вы заметите что плохо подается смазка в АКПП, дальше вы увидите плохой функционал гидроблока и коробки в целом и так далее. То есть банальное чрезмерное использование педали сцепления, может привести к автоматической неисправности и нарушению работы электроклапана-соленоида.
Проверка соленоидов АКПП
Первое, на что стоит обратить внимание, так это на качество переключения передач. Если на одну из передач стало переключаться слишком тяжело, а также водитель чувствует толчки и удары, нужно проверить клапаны. Второй момент: появление в поддоне стружки. Третий: появление вышеуказанной ошибки на бортовом компьютере. Не стоит сразу обращаться в магазин и выбирать подходящий соленоид. Возможно, имеющийся клапан еще можно «реанимировать». Но для начала его нужно проверить. Сразу отметим, что самые современные модели соленоидов не удастся проверить в домашних условиях. Так, например, выход из строя устройства PWM сможет определить только квалифицированный электрик. Если в коробке передач установлены более старые модели соленоидов или же проблема не связана с управляющим устройством, для проверки нужно сделать следующее:
- Снять гидроблок с коробки передач (располагается в нижней части агрегата, реже в верхней);
- Отсоединить контакты каждого из соленоидов;
- Проверить сопротивление каждого из соленоидов омметром. Норма сопротивления соленоидов различная, так что здесь не обойтись без технической документации. Ниже приведена таблица с нормами сопротивления некоторых соленоидов (учитывайте температуру!).
Запчасти на Samand norma
Повторитель поворота на крыле
NORMA sedan (06 — )
Запчасти на Mazda 2
Насос масляный 2 hatchback (DE) (06.07 — 06.15)
Не забывайте о том, что бортовые системы современных автомобилей имеют функцию самодиагностики. Возможно, соленоиды не придется «прозванивать» — достаточно будет подключиться к компьютеру. Если этого сделать не получится, остается лишь метод с применением омметра. Также советуем убедиться в целостности проводка-шлейфа. Если коробка передач оборудована наиболее современными соленоидами, их диагностикой сможет заняться только специалист.
Магнитное поле, создаваемое катушкой
Когда электрический ток проходит через обмотки катушек, он ведет себя как электромагнит, и плунжер, который находится внутри катушки, притягивается к центру катушки с помощью магнитного потока внутри корпуса катушек, который, в свою очередь, сжимает небольшая пружина прикреплена к одному концу плунжера. Сила и скорость движения плунжеров определяются силой магнитного потока, генерируемого внутри катушки.
Читайте также: Что за ткань терилен (лавсан)
Когда ток питания выключен (обесточен), электромагнитное поле, созданное ранее катушкой, разрушается, и энергия, накопленная в сжатой пружине, заставляет поршень вернуться в исходное положение покоя. Это движение плунжера вперед и назад известно как «ход» соленоидов, другими словами, максимальное расстояние, на которое плунжер может проходить в направлении «вход» или «выход», например, 0–30 мм.
Такой тип соленоида обычно называется линейным соленоидом из-за линейного направленного движения и действия плунжера. Линейные соленоиды доступны в двух основных конфигурациях, которые называются «тягового типа», так как он тянет подключенную нагрузку к себе, когда они находятся под напряжением, и «толкающего типа», которые действуют в противоположном направлении, отталкивая его от себя при подаче питания. Как притягивающие, так и толкающие типы обычно имеют одинаковую конструкцию, с разницей в расположении возвратной пружины и конструкции плунжера.
Магнитное поле, создаваемое внутри.
Выбор нового соленоида
Определение подходящего соленоида и его установка — ответственный процесс, в ходе которого ошибки недопустимы. Точно выбрать новый соленоид может специалист, однако с этой работой вполне может справиться и рядовой автолюбитель. В этом ему помогут руководства в сети и мануалы от автоконцернов и производителей автомобильной электрики. Вот какие есть варианты поиска:
- Искать запчасть по VIN-коду;
- Вести поиск по коду имеющегося соленоида;
- Искать соленоид по параметрам автомобиля и коробки передач.
Последний вариант самый сложный. Для начала нужно определить тип АКПП, с чем уже могут возникнуть проблемы — одна модель автомобиля в разные годы могла комплектоваться различными агрегатами. Лучше всего изучить информацию на шильдике самой коробки передач. Далее, необходимо обратиться к мануалам по данной АКПП. Там содержится вся информация о гидроблоке и соленоидах, которыми он компонуется. В современных интернет-магазинах поиск соленоида упрощен: покупатель выбирает нужную модель авто, год выпуска, параметры мотора и коробки передач. Такой вариант поиска не всегда точный результат, особенно если интернет-магазин не имеет качественной базы кросс-номеров автозапчастей.
Если вы решили взять не оригинальный соленоид, а его аналог, то можете быть почти полностью уверены в том, что выпускается той же фирмой, что работает на автоконцерны. Среди наиболее известных фирм-производителей стоит отметить Aisin, Borg Warner, ZF, Bosch. Неплохие соленоиды также предлагают фирмы Maktrans, Dorman, Meat&Doria. Не рекомендуем брать аналоги от датских, польских и немецких упаковщиков бюджетных автозапчастей.
внешняя ссылка
| Викискладе есть медиафайлы по теме Соленоиды . |
- Интерактивное руководство по Java: Магнитное поле соленоида, Национальная лаборатория сильных магнитных полей
- Обсуждение соленоидов в гиперфизике
- Основы соленоидов для робототехники
- Основы вращающихся звуковых катушек
- Что такое соленоид
- Как работает соленоид постоянного тока
- [2] Macro Magnetics.pdf; Расчет сил соленоида
| Авторитетный контроль |
|
Вывод
Неисправность соленоидов АКПП ни в коем случае нельзя игнорировать. Если клапан вышел из строя, эффект будет тот же, что при недожатии сцепления на механической коробке передач. Пакет сцепления начнет проскальзывать, а износ фрикционов будет происходить катастрофически быстро. При выходе хотя бы одного соленоида из строя необходимо провести диагностику, прочистить и отремонтировать устройство, или же купить новое. К счастью, вторичный рынок автозапчастей открыт даже для автолюбителей из удаленных регионов. Рекомендуем покупать оригинальные запчасти или же аналоги под именами известных брендов. Не забывайте проверять подлинность изделий — на вторичном рынке можно найти даже поддельные электромагнитные клапаны.
Как распознать поломку?
Соленоид АКПП при неисправности можно определить по некоторым признакам:
1. Ваша АКПП стала намного чаще перестраиваться в режим аварийности.
2. Если при стандартном переключении скоростного режима появились резкие толчки.
3. Если при плавном наборе оборотов отчетливо слышны удары в коробке.
Таким образом, заметив такие признаки в машине, владельцу нужно срочно провести глубокую сервисную диагностику и при обнаружении прибегнуть к ремонту АКПП. Поскольку в подобных случаях мастера сервисных центров чаще всего обнаруживают именно неисправности соленоидов.
