Конструкция автоматической трансмиссии серии 6НР

Автоматические трансмиссии серии 6HP — совместная разработка компании ZF и инженеров BMW.  «Автоматами» этой серии оснащались многие заднеприводные модели концернов BMW, Jaguar, Ford, Audi и Range Rover. Конструкция этой АКПП позволяет ей «переваривать» достаточно высокий крутящий момент — до 750 Нм, что делало её отличным выбором для большинства моделей премиум-класса с мощными силовыми агрегатами объёмом до 6 литров и любым типом привода.

Главной конструктивной особенностью этой трансмиссии является наличие предварительно поджатых одного или нескольких фрикционов в узле блокировки гидротрансформатора (ГДТ). Это решение позволяет на самых ранних передачах блокировать ГДТ, синхронизируя его вращение с оборотами коленчатого вала двигателя, что обеспечивает выдающиеся динамические показатели автомобиля и пониженный расход топлива. Также благодаря этому переключение передач становится практически неощутимым.

1. Ступица насосного колеса 2. Подшипники качения 3. Муфта свободного хода 4. Фрикцион 5. Заклепки 6. Лепестковая пружина 7. Поршень 8. Центрирующий хвостовик 9. Манжета 10. Уплотнительное кольцо

Очевидно, что такое решение значительно увеличило нагрузку на механизм блокировки, что, в свою очередь, неизбежно повлекло увеличение числа его поломок и случаев некорректной работы.

Вторым негативным фактором выступает настройка электронного блока управления: конструкторы отказались от принципов философии fool-proof и позволили эксплуатировать АКПП в режимах, близких к предельным. В итоге, сочетание спортивной манеры езды, городских пробок и высоких летних температур приводило к тому, что «автоматы» первых лет выпуска очень часто выходили из строя.

Наиболее распространённая проблема ZF 6HP — снижение величины крутящего момента, передаваемого поджатым фрикционом узла блокировки. Эта проблема в большинстве случаев обусловлена двумя основными причинами:

1. Потерей свойств фрикционного материала (так называемое поверхностное остекление или подгорание), вызванное тяжелыми условиями работы в режиме частичной блокировки, зачастую без замены АТФ.
2. Уменьшением жёсткости лепестковых пружин, осуществляющих предварительное прижатие поршня.

В первом и втором случае требуется восстановление ГДТ, что может вызвать трудности у многих сервисов, специализирующихся по ремонту автоматических трансмиссий. Однако, при наличии специального оборудования, провести качественный ремонт не составит проблем.

Ниже представлен процесс ремонта ГДТ серии 6HP на оборудовании Kinergo.

Этап первый: резка ГДТ

Гидротрансформатор при помощи специальной оснастки устанавливается на токарный станок. Далее следует заматовать шейку ГДТ при помощи наждачной бумаги, чтобы выявить глубокие царапины, каверны или вмятины.

После этого можно приступать к процедуре резки: используя проходной резец, необходимо разделить крышку и корпус. Важно помнить, что резка корпуса должна производиться строго по экватору, избегая чрезмерного снятия металла. Корректный тип резца или твердосплавных пластин для данного вида работ, а также режимы резания, подбираются по специальным справочникам.

Для окончательного разъединения крышки и корпуса можно прибегнуть к лёгким постукиваниям молотком или выколоткой из мягкого материала в районе шва. После разгерметизации корпуса, необходимо слить остатки трансмиссионной жидкости. Теперь можно приступать к разборке и дефектовке ГДТ.

Этап второй: мойка и дефектовка

Корпус и внутренние детали ГДТ тщательно моются в специальной камере. Производится осмотр упорных подшипников, лопастей колес ГДТ, проверяется работа обгонной муфты реакторного колеса.

Далее, необходимо зачистить места соединения корпуса от заусенцев. По завершению зачистки нужно проверить прилегание половин корпуса — они должны свободно совмещаться, без перекоса и трения.

Этап третий: снятие узла блокировки

Для этого крышка устанавливается на токарный станок, где оператор срезает сварной шов, соединяющий крышку и опорный диск. Место подачи резца указано на схеме ниже.

Этап четвёртый: замена комплектующих

После того как узел блокировки снят, можно прейти к замене изношенных деталей. Наиболее часто выходят из строя фрикционные диски механизма блокировки. Перед заменой фрикционных дисков их необходимо поместить в ёмкость с трансмиссионной жидкостью минимум на 2 часа, чтобы материал хорошо пропитался. Предварительная пропитка фрикционной накладки необходима для дальнейшего тестирования механизма блокировки, поскольку сухой материал отличается по фрикционным свойствам, что будет давать погрешность при тестировании на стенде.

Производим замену сальников и резиновые уплотнители на новые, при необходимости — меняем опорные подшипники. Устанавливаем предварительно подготовленную фрикционную накладку и устанавливаем на штатное место механизм блокировки.

Этап пятый: измерение величины преднатяга

После сборки ГДТ необходимо проверить величину преднатяга на стенде. Пневмоцилиндр через специальный адаптер прижимает опорную пластину крепления пружин к корпусу насоса. При помощи специального адаптера проворачиваем фрикционные диски. Проворачивать диски необходимо плавно, без рывков. Величину передаваемого крутящего момента прижатыми фрикционными дисками фиксируем при помощи динамометра. У различных моделей ГДТ номинальная величина крутящего момента может отличаться.

Если показатели в пределах заводских допусков, необходимо приварить опорный диск к крышке ГДТ.

Сварку нужно производить прямо на измерительном стенде, не убирая прижим с опорного диска.  В стенде есть адаптер для подачи сжатого воздуха в полости крышки ГДТ. Это не даст перегреть резинотехнические изделия в крышке ГДТ, благодаря более интенсивному охлаждению. Так же во избежание перегрева сварку необходимо производить постепенно, небольшими сегментами.

После сварки необходимо повторно проверить полученный крутящий момент трения (преднатяг) и убедиться, что он находится в пределах нормы.

Этап шестой: сварка корпуса

Собранный ГДТ устанавливается на сварочный станок, где будет произведена сварка его корпуса. Перед проведением сварочных работ нужно установить величину теплового зазора между двумя половинами корпуса ГДТ в пределах 0,5-0,6 мм. Если температура воздуха в помещении не стабильна в разные поры времени года, то в холодный сезон рекомендуется увеличивать тепловой зазор на 0,2-0,3 мм.

Процесс сварки проходит в полностью автоматическом режиме. На начальном этапе станок симметрично фиксирует свариваемые части за счёт установки 8 сварных точек, что предотвращает возникновение термических деформаций деталей при непрерывной сварке корпуса ГДТ.

По окончании сварки необходимо проверить допуски по осевому биению. Операция по проверке осевого биения проводится на сварочном стенде. Допустимое значение – до 0,2 мм.

Этап седьмой: проверка теплового зазора

Следующим этапом ремонта является проверка полученного теплового зазора. В ходе работы ГДТ возникает неизбежное температурное расширение корпуса и его деталей. Стенд позволяет определить величину теплового  зазора у гидротрансформаторов различной конструкции как до ремонта, так и после него с точностью до 0,01 мм.

Этап седьмой: тест на герметичность

Заключительным этапом ремонта ГДТ является тест на герметичность. Собранный ГДТ помещается на стенд проверки герметичности, который позволяет оперативно выявлять места возможных протечек по сварным соединениям или в других местах корпуса.

Для тестирования внутрь корпуса ГДТ нагнетается воздух под давлением до 8 Bar, а затем ГДТ погружается в воду. Наличие пузырьков будет свидетельствовать о местах возможных протечек. Тестируемый ГДТ желательно выдержать на стенде некоторое время  т.к. возможные нарушения целостности корпуса могут проявиться не сразу.  Стенд не требует электрического питания, все механизмы приводятся в действие пневматикой, работающей от воздушного компрессора.

После финального тестирования, отремонтированный ГДТ готов к установке.