В этой публикации поговорим о вариаторных трансмиссиях (CVT – continuously variable transmission). Поговорим не с точки зрения теории, принципиального устройства, но обсудим практическую сторону – что выходит из строя, какие узлы и каким образом можно вернуть к исходным рабочим параметрам, какие необходимо заменить новыми. Для предпочитающих аудио-визуальный ряд прочтению можем предложить просмотр нашей публикации на Рутуб (здесь).
Теорию изложим лишь в паре слов – для тех, кто вдруг не знает. Вариатор – бесступенчатая трансмиссия, где передаточное число меняется плавно – не с шестерни на шестерню, как это происходит в классической АКПП или в МКПП, но ремнём, уложенным между подвижными конусами первичного (вход крутящего момента от ДВС) и вторичного (выход крутящего момента на колёса) валов. По-простому, в общем приближении.
Коробки передач имеют ограниченный ресурс. Исходя из статистики обращений на ремонт, в среднем, заводской ресурс современного вариатора производства JATCO не превышает пробега в 200 тысяч км.
Несколько лет мы потратили на изучение данных трансмиссий, на подготовку технологической цепочки и приобретение необходимого оборудования для их восстановления (ремонтное воздействие, обеспечивающее доведение агрегатов до параметров работы и остаточного ресурса, сопоставимого с исходными заводскими). И вот, процесс запущен!
Итак, по порядку.
1. Ремни.
Используются в большинстве вариаторов, устанавливаемых на двигатели с крутящим моментом до 300Нм. При этом, ремни используются не только в трансмиссиях завода JATCO. Есть ещё ряд других производителей трансмиссий вариаторного типа, взявших за основу конструкцию JATCO (Aisin в Японии, WLY в Китае, проч.) – там тоже используется ремень.
Основным производителем данных ремней, конвейерным поставщиком собственно того же JATCO, является компания BOSCH. Состоит ремень из поперечных металлических звеньев, собранных в ряд на эластичных металлических лентах.
Ремень передаёт крутящий момент с первичного вала на вторичный, будучи в разной степени зажат конусами. По сути конуса, сдвигаясь и раздвигаясь, образуют шкивы различного диаметра. Передаточное число, в зависимости от внешних (для трансмиссии) условий, постоянно меняется. Ремень взаимодействует с поверхностями конусов и постоянно меняет форму. Из-за постоянного сгибания-разгибания в металлических лентах ремня накапливается усталостное изнашивание, а сегменты ремня истираются торцами о твердые поверхности конусов.
В какой-то момент ремень начинает проскальзывать по «шкивам». Начинаются подёргивания автомобиля в движении.
Ленты ремня начинают последовательно разрываться, одна за другой. Передача крутящего момента от двигателя колёсам, само собой, прекращается. Когда ремень разрывается полностью, автомобиль, что называется, превращается в кирпич.
Оценить визуально (на предмет повреждений и стираний) можно только торцы сегментов, можно оценить общую длину ремня и зазор между сегментами. Но, оценить остаточный ресурс главного элемента ремня, лент, НЕВОЗМОЖНО!
Потому. Ремень на замену НОВЫМ!
Отступлением отметим, что здесь есть масса контрафакта. Покупаете ремень BOSCH, вроде бы, а он на самом деле собран из б/у лент и звеньев в тёмной подворотне провинции Гуандун… Сплошь и рядом такое происходит при покупке по объявлениям в Авито или у поставщиков, не имеющих прямого контракта с BOSCH.
2. Конуса первичного и вторичного валов.
Как мы ранее отметили, по сути, пара конусов образует шкив, по которому бежит ремень. Сближаясь и расходясь, конуса меняют диаметр окружности этого «шкива».
Конуса – продукт исключительно исходного производителя, в нашем случае JATCO. Производство шкивов - очень затратное и дорогое (штамповка, шлифовка, закалка, прочие высоко энергозатратные процессы). Такое производство может себя окупить в перспективе изготовления сотен тысяч, а то и миллионов, деталей. Вероятно потому никто и не научился изготавливать их «на стороне».
Конуса вращаются вместе с ремнём, но в какой-то момент возникают проскальзывания ремня относительно поверхностей конусов. Где-то в моменте нехватка масляного давления возникла, и вот уже ремень, получив «слабинку», скользит по поверхности шкива.
Поверхности конусов имеют повышенную твёрдость - закалены, на глубину порядка 0,3 мм. Соответственно, начальные невеликие проскальзывания им не страшны. Однако, проскальзывание ремня приводит к истиранию торцевой поверхности звеньев. При этом образующаяся мелкодисперсная металлическая пыль, подвергшись локально высокому температурному воздействию из-за трения поверхностей, «наплавляется» на поверхность конуса. Возникает наволакивание металла – перенос материала с ремня на конус. Необходимая ровность поверхности конуса нарушается.
Ну а когда ремень уже прилично изношен, и проскальзывания переходят в постоянный режим… Когда водитель месяцами ощущает отсутствие тяги, когда автомобиль не разгоняется выше какой-то скорости… Тогда уже возможно и реальное повреждение поверхности конуса, «пропил», так скажем, с разрушением слоя поверхностного цементирования.
При наволакивании металла на поверхность конуса ремонтным решением будет восстановление поверхности шлифованием до номинальной плоскости. А вот если поверхность нарушена вглубь – тут всё, в металлолом, ищи б/у-шку на замену!
К повторному использованию допускаются конуса исключительно с номинальными значениями твёрдости шлифованных поверхностей.
3. Подшипники.
Автомобиль движется. Первичный и вторичный валы вариатора вращаются, передавая крутящий момент двигателя колёсам. Соответственно, каждый из валов опирается с двух сторон на части корпуса коробки передач через подшипники.
Чтобы подшипники не разрушались, происходит их постоянное смазывание трансмиссионной жидкостью.
Однако, их ресурс не безграничен. Плюс к тому, вместе со смазкой на шарики попадают продукты износа трансмиссии, способствуя ускорению выхода их из строя.
В какой-то момент рабочие поверхности подшипника начинают выкрашиваться. Металлические частички распространяются с маслом по трансмиссии. А сам подшипник начинает издавать посторонние шумы, переходящие в гул.
Как проверить подшипник? Как понять, насколько долго он ещё будет работать беспроблемно? Можно поискать следы питтинга с лупой, можно послушать издаваемые подшипником звуки, можно руками покрутить в поисках изъянов, ориентируясь на ощущения… Такая проверка объективной не будет.
Остаточный ресурс оценить НЕВОЗМОЖНО. Потому, замена НОВЫМИ!
Ну конечно же и здесь всё не просто. Контрафакт, снова контрафакт! К нам неоднократно обращались некие производства из Китая с предложением изготовить ЛЮБЫЕ подшипники, какие нам требуются. NSK, бренд с историей, конвейерный поставщик того же JATCO, также на ура подделывается в Китае! Зачастую даже проверенные поставщики запчастей для ремонта АКПП получают партии, отличающиеся качеством. Мы сами имели ряд рекламаций, связанных с появлением посторонних звуков от подшипников. Проблема. Решается исключительно стабильным японским качеством.
4. Корпус вариатора.
Как мы ранее указали, первичный и вторичный валы устанавливаются в корпусе на подшипники. То есть внешняя обойма подшипника запрессована в корпус, и не вращается, а внутренняя обойма напрессована на вал, и вращается вместе с ним, как только автомобиль начинает движение.
Корпус коробки передач изготовлен из алюминиевого сплава, и, пока не возникает проблем с подшипниками, какого-то блокирующего работу подшипника воздействия, всё так и есть – внешняя обойма стоит, внутренняя вращается. Но. Два вала (первичный и вторичный), будучи соединены ремнём, находящимся в постоянном напряжении (для передачи движения автомобилю!), стремятся «сойтись» друг с дружкой. Когда на этот факт накладывается какое-то, пусть и не существенное, подклинивание подшипника в моменте, внешняя обойма подшипника начинает проворачиваться в корпусе.
Наглядно видно в большинстве разобранных вариаторов – углубления под подшипники теряют ровную форму круга, появляются следы проворота обойм подшипников, а зачастую и пропилы. Установив валы после ремонта, пусть и с новыми подшипниками, в деформированные ниши, в скором времени получим то же, что и было – неисправную коробку передач.
Корпус требуется восстановить! А восстановить его возможно гильзованием. Фрезеруем под увеличенный диаметр и запрессовываем втулки с внутренним номинальным размером под внешнюю обойму подшипника.
5. Масляный насос.
Давление масла для обеспечения работы вариатора, а именно для сведения-разведения конусов, требуется кратно более высокое, нежели для смыкания-размыкания пакетов сцепления в классических АКПП. Поэтому масляный насос здесь имеет конструктивные отличия - для обеспечения большего давления и объема прокачиваемой жидкости. Поддержание заданных параметров вне зависимости от внешних условий (дорожных, или же «хотелок» водителя) осуществляется с помощью редукционного клапана.
Даже небольшое присутствие металлических продуктов износа в трансмиссионной жидкости воздействует на поверхности стенок клапана и насоса. С возникновением «царапин» возникают перетечки, нехватка давления.
В иных случаях, когда содержание металлического мусора в масле зашкаливает, редукционный клапан в масляном насосе может и вовсе заклинить.
Использовать даже немного «потёртый» б/у насос нельзя. Этот путь поставит крест на всей проделанной работе!
Решением будет восстановить масляный насос. Как отмечено, страдают сопряжённые поверхности перемещения редукционного клапана. Восстановление возможно разворачиванием (по-простому, рассверливанием, но оооочень-очень точным, до микронов!) отверстия насоса под размер нового (специально изготавливаемого с соблюдением всех технологий из алюминиевого сплава, с анодированием) клапана. Что возвращает насосу исходные заводские характеристики.
6. Гидроблок клапанов.
Распределением масляного потока по соответствующим каналам занимается гидравлический блок клапанов. Если в масляном насосе вариатора только один клапан, то в гидроблоке их много. Как простых механических, так и электромагнитных (соленоидов).
Допустим, нам надо тронуться с места вперёд. Переводим селектор в драйв, и соответствующему электромагнитному клапану поступает сигнал, его активирующий. Клапан перемещается, открывая канал, в который сразу же поступает трансмиссионная жидкость. При достижении заданного давления пакет сцепления FORWARD замыкается, передавая крутящий момент двигателя первичному валу вариатора, а от него по ремню вторичному валу и далее через дифференциал и привода на колёса а/м.
Здесь мы имеем принципиально схожую картину с масляным насосом. С маслом в каналы поступают продукты износа, возникают задиры поверхностей клапанов и каналов гидроплиты. В некоторых каналах и без попадания посторонних частиц, просто от постоянного движения клапана туда-сюда, происходит полировка поверхностей, из круглого сечения образуя эллипс, возникают перетечки масла, ведущие к нарушению работы коробки передач и выходу её из строя.
Решений тут может быть ДВА:
1) Ремонт (восстановление) гидравлического блока клапанов – каналы проверяются на герметичность вакуум-тестером, не прошедшие проверку «разворачиваются» под новые «ремонтные» клапана. Всё «по фен-шую», как ранее отмечали, алюминиевый сплав, анодирование. После проверка на специальном стенде проверки гидроблоков – сопоставление параметров работы с параметрами НОВОГО ОРИГИНАЛЬНОГО гидравлического блока. Прошедшие проверку гидроблоки далее используются в сборке восстановленной трансмиссии.
2) Приобретение НОВОГО ОРИГИНАЛЬНОГО гидроблока взамен вышедшему из строя.
Отметим, что в вариаторах серий JF016E и JF017E мы используем исключительно новые оригинальные гидроблоки JATCO, вместе с которыми идёт информация калибровки соленоидов, которую в обязательном порядке требуется прописать в программу управления коробкой передач. Так же в большинстве случаев мы поступаем и с вариаторами JF015E, где на гидроблоке установлен чип ROM, информация из которого воздействует на корректность работы вариатора. И гидроблок, даже будучи восстановлен до исходных заводских параметров, в некоторых режимах может отрабатывать некачественно.
7. Детали разового монтажа.
Это по нашей классификации. Иные могут и не согласиться. Однакоже, мы к таковым относим всё, что невозможно оценить на предмет текущего износа и остаточного ресурса.
- фрикционные диски
- поршни
- различные сальники, уплотнения, кольца из резино-содержащих материалов
- фильтры
- прокладки
Как мы указали выше, остаточный ресурс всех этих деталей оценить невозможно. Оценить органолептически? Ну да, так внешне вроде бы ничего. Но что в действительности?! Объективной оценки не будет.
А так, как мы говорим о восстановлении агрегатов до ресурса нового, то все такие детали меняем НОВЫМИ.
Отметим, что и здесь рынок полон «некондиции». Сальники могут внешне быть схожими с оригиналом, а на поверку течь. Тефлоновые кольца должны раскрываться чётко в нужный момент. И проч., и проч.
Потому мы используем только проверенные практикой детали. Производства конвейерных поставщиков.
8. Гидротрансформатор.
Он же «бублик» постоянно участвует в жизнедеятельности коробки передач. Является как бы «посредником» между двигателем и трансмиссией, но всё же не самостоятельным элементом, а составной частью коробки передач.
Иногда и сам гидротрансформатор является причиной проявления негативных симптомов работы АКПП, что-то не так с блокировкой, какой-то треск демпферных пружин, проч. И тут объективно понятно «ёжику» - без вскрытия и ремонта никак.
Но вот когда исходная причина неисправной работы коробки передач лежит в какой-то другой области… К примеру, произошёл обрыв ремня, из-за чего автомобиль встал. При чём тут гидротрансформатор, иные скажут?! А через него проходит вся трансмиссионная жидкость коробки передач, все продукты износа естественным образом в него поступают. Мало того, под воздействием центробежной силы, в виду конструкции, зачастую остаются отложениями на стенках. Одним словом, как минимум, проверка и чистка неизбежны!
Мы же в обязательном порядке, как отмечено ранее, меняем все детали разового монтажа, к коим в данном случае относим фрикционные накладки. Параллельно проводя инспекцию и, при необходимости, замену иных деталей.
Завершающим моментом нашего восстановления является ОБКАТКА вариатора на НАГРУЗОЧНОМ СТЕНДЕ.
И обкатка производится по ОРИГИНАЛЬНОМУ протоколу JATCO на стенде-копии ОРИГИНАЛЬНОГО нагрузочного стенда JATCO.
Здесь происходит испытание коробки передач во всех режимах работы. На холодную, на горячую. Создаются условия, которых в реальной жизни может и не произойти. Но оно необходимо для всестороннего объективного анализа параметров работы трансмиссии.
Только когда коробка передач прошла тест на стенде по соответствующему конкретной модели протоколу обкатки, все параметры работы находятся «в зелёной зоне», тогда лишь она уходит на склад готовой продукции. Коробки, по той или иной причине «завалившие» выходной тест, отправляются на доработку.
Вот мы и изложили, максимально обстоятельно и наглядно, наш подход к восстановлению вариаторов JATCO.
А дальше уже конечному автовладельцу решать, выбрать ли нашу продукцию, с двух-летней гарантией, обратиться ли к нам, к нашим региональным партнёрам или же в какой-то другой автосервис для восстановления работоспособности автомобиля.
Не навязываемся. Но открыто разъясняем суть.
Более не смеем занимать ваше время, откланиваемся.
Всем свободных дорог! И до новых встреч в Дзене!
