Шесть дней подряд, не считая воскресенья: диагностика ZF 6HP и Ford 6R60/80

Автоматическая трансмиссия ZF 6HP19Недавно мне пришлось вызвать специалиста из-за плохого изображения на экране домашнего телевизора. Мастер (будем называть его «номером один») сначала проверил спутниковую тарелку, затем все соединения и кабели и, потратив целый час на консультации с коллегами по телефону, забраковал наш спутниковый приемник. Пару дней спустя мы заменили заподозренный в неисправности ресивер, но от мерцания картинки на экране нашего телевизора это нас не избавило.

Пришлось вызвать мастера «номер два». Этот парень уютно устроился на полу напротив экрана телевизора, вынул из кармана какое-то беспроводное устройство, и выглядело все так, будто он решил поиграть в видеоигры. Через несколько минут он сказал: «Ясно, разъем HDMI неисправен». Пораженный такой скоростью, я спросил его, как же он смог выявить причину проблемы так быстро. «Просто я знаю эту систему, как она работает и какую именно информацию нужно проверить, чтобы обнаружить неисправность», – ответил он.

Аналогичные принципы работы могут применяться и в случае проведения диагностики трансмиссии. Хотя методы мастера «номер один» также допустимы, мы покажем, как пройти более коротким и целенаправленным путем.

Что такое WK? 

WK – это аббревиатура немецкого термина Wandleruberbruckungskupplung, что в переводе означает «Муфта блокировки гидротрансформатора». Наша цель – эффективный мониторинг условий работы гидравлики и гидротрансформатора. Контур муфты блокировки наполняется маслом, благодаря чему поршень муфты отжимается от крышки, то есть он и является контуром выключения.

Трансмиссия ZF 6HP была разработана и выпущена компанией ZF. Позднее Ford приобрел лицензию на эту трансмиссию и с небольшими изменениями стал выпускать ее под названием 6R60/80.

Оба производителя применяют в своей конструкции только одно отверстие в корпусе для отвода давления: порт WK на «водительской» стороне колокола, прямо над магистралями радиатора. На кожухах ZF 6HP стоит буквенное обозначение AUF WK. На модели Ford отверстие не помечено, но место расположения и источник потока такие же.

Следует отметить, что конструкция и гидравлика претерпели некоторые изменения на втором поколении ZF6 (Generation 2). Однако это коснулось только продукции ZF и только моделей, выпущенных после 2007 года. При этом на всех модификациях сам процесс проведения испытаний одинаковый. 

Доступ к порту муфты блокировки ZF 6HP и Ford 6R60/80 

Прежде чем приходить в радостное возбуждение от конструкции отвода давления на муфту блокировки, давайте взглянем на место расположения и выделенное под него довольно узкое пространство. И хотя у каждого из нас имеются беспроводные диагностические сканеры, ни у кого нет беспроводных устройств для проверки давления или потока. Поэтому здесь потребуется использовать принцип работы мастера «номер один». Лучше всего делать это с холодной головой и холодным картером, держа наготове все фитинги и приборы. Давление муфты блокировки не превышает 80 psi (5,5 бара), а мы должны проследить, как работает узел на протяжении всего рабочего диапазона, вплоть до нулевого значения. Так что забудем о приборе, рассчитанном на давление 500 psi (34,5 бара), стрелка которого запускается в работу только с уровня 12 psi (0,8 бара). На кожухе выполнена специальная резьба ZF6 (10 x 1,00 мм), а это значит, что нам нужен переходник или модифицированная герметичная заглушка от модели ZF 5HP или ZF 6HP, чтобы установить фитинг под углом 90 градусов. Итак, мы должны установить высокоточный прибор, рассчитанный на диапазон до 100 psi (7 бар), а еще лучше – цифровой датчик давления.

Нормальная работа муфты блокировки ZF 6HP и Ford 6R60/80

Между конструкциями моделей ZF 6HP Gen. 1 и Gen. 2 (включая модели Ford из-за наличия теплового элемента) существует небольшая разница, поэтому ниже дается обобщенная информация.

Гидроблок и соленоиды автоматической трансмиссии ZF 6HP19Давление муфты блокировки должно быть устойчивым и выставляться мгновенно сразу после запуска. Именно давление масла способствует отжатию фрикционного материала от крышки, поэтому мгновенный набор давления обеспечивает равномерное вращение на холостом ходу. Стандартное значение давления муфты блокировки (в холодном состоянии) составляет от 70 до 75 psi (4,8–5,1 бара). Поскольку рабочая температура поднимается вверх постепенно, можно ожидать падения давления примерно до уровня 65–68 psi (4,5–4,7 бара). Когда мы выбираем режим «Задний ход», происходит резкое падение значения примерно до 50 psi (3,4 бара) и возврат к уровню 65–75 psi, что является нормальным показателем и указывает на то, что за счет работы контура гидротрансформатора была обеспечена подача определенного объема жидкости на клапан регулировки давления и муфту сцепления. Первичным является давление в магистрали, вторичным – нагрузка на гидротрансформатор.

А теперь переключите селектор в режим D и проведите испытание на дороге, наблюдая за работой муфты блокировки по мере разогрева автомобиля. Как вы знаете, гидротрансформатор не заблокируется до тех пор, пока рабочая температура не дойдет до определенного уровня. Вам также понадобится сканер для мониторинга работы TCM (Transmission Control Module – блок управления трансмиссией). 

Чтобы выполнить мониторинг правильного сигнала с помощью сканирующего инструмента, следует определить, какой именно соленоид является блокировочным, а это зависит от модели автомобиля.

Когда сканер показывает, что необходимая рабочая температура получена, а ТСМ управляет соленоидом блокировки, давление муфты должно понизиться до уровня 2 psi и меньше (0–0,13 бара). Нулевое значение давления говорит о полном включении, а при давлении от 1,5 до 2 psi блок TCM дает возможность за счет небольшого проскальзывания снизить шум, вибрацию и неплавность движения. Не стоит забывать, что на этих трансмиссиях не используется постоянное проскальзывание, как мы это наблюдаем на моделях производства GM. Для того чтобы повысить топливную экономичность, у семейства ZF6 муфта гидротрансформатора часто блокируется полностью – как только это становится возможно. Если не вдаваться в подробности, то сразу после переключения со второй передачи на третью, а зачастую уже после переключения с первой на вторую. 

Как узнать, что именно происходит с гидротрансформатором – частичное проскальзывание или полная блокировка? Соотнесите силу тока (в амперах) соленоида ТСМ с давлением муфты блокировки. Соленоид муфты гидротрансформатора является нормально открытым соленоидом. По мере повышения силы тока муфта гидротрансформатора замыкается сильнее, а давление муфты блокировки падает. Эффективный способ проверить проскальзывание муфты гидротрансформатора – отслеживание частоты вращения двигателя и частоты вращения турбинного колеса (входного вала) с помощью сканера. Если давление муфты блокировки нулевое, то показания на обоих датчиках вращения должны полностью совпадать. На некоторых сканерах информация отображается как Torque Converter Amplification. Как только гидротрансформатор полностью блокируется, давление муфты блокировки становится нулевым, значение Amplification также должно быть равно нулю.

Ненормальная работа муфты блокировки ZF 6HP и Ford 6R60/80

Существует шесть общих признаков некорректной работы муфты блокировки. И вы будете сталкиваться с ними практически каждый день своей рабочей недели. Вот эти признаки:

  • проскальзывание гидротрансформатора
  • частичное отключение
  • коды ошибки работы муфты гидротрансформатора/соленоида/коэффициентов
  • жесткое переключение передач
  • скачки оборотов в момент переключения передач
  • неровный холостой ход в режиме заднего хода.

Первые три признака аварийной работы являются вполне ожидаемыми, а вот последние три могут оказаться неожиданностью для некоторых механиков. Давайте остановимся на них подробнее.

Жесткое переключение передач  ZF 6HP и Ford 6R60/80

Гидротрансформатор разблокируется при плавном переключении со второй передачи на первую, а в некоторых случаях (при сильно открываемом дросселе) это происходит при переключении с третьей на вторую. Давление муфты блокировки и информация на сканере по работе соленоида покажут, что она разблокирована. Если давление муфты блокировки не поднимается и не достигает значения 2–5 psi в момент переключения со второй на первую передачу или при «силовом» переключении с третьей передачи на вторую, то переключение происходит при заблокированной муфте и ощущается как жесткое.

Скачки оборотов в момент переключения передач ZF 6HP и Ford 6R60/80

Традиционно гидротрансформатор блокируется после переключения со второй на третью передачу. В момент переключения проскальзывание муфты гидротрансформатора отсутствует. Необходимо внимательно следить за сигналом соленоида с помощью сканера и отслеживать давление муфты блокировки. Если давление выше нуля, тогда как этого быть не должно, происходит повышение оборотов двигателя из-за проскальзывания в гидротрансформаторе.

Неровный холостой ход в режиме заднего хода ZF 6HP и Ford 6R60/80

Холостой ход становится неровным, только если селектор находится в положении R? Если ответ положительный, то какой уровень давления на муфте блокировки низкий, то есть от 50 до 60 psi? Если давление блокировки низкое, муфта гидротрансформатора отключается не так, как нужно, а причина лежит в источнике низкого давления либо вообще в потере давления. Если давление блокировки нормальное, а холостой ход двигателя все равно отличается неровной работой, то под подозрение попадает контур самого гидротрансформатора. Но перед тем как выносить приговор контуру, необходимо убедиться, что монтажные опоры двигателя не вышли из строя. И только после этого запустить двигатель, используя свой сканер, и отследить проскальзывание в условиях высокого крутящего момента. Если работа муфты блокировки протекает нормально, а сигнал соленоида низкий, тогда можно задуматься о гидротрансформаторе.

Первопричина аварийной работы ZF 6HP и Ford 6R60/80

Если результаты испытаний давления блокировки находятся вне рабочего диапазона либо поток жидкости в охладителе идет не так, как надо, то во время поиска и устранения неисправностей следует учитывать следующие моменты.

Как уже говорилось ранее, давление в магистрали является приоритетным, поэтому износ стенок канала на главном перепускном клапане (SYS.DR-V) негативно отразится на питании гидротрансформатора. Сразу после достижения рабочей температуры жидкость для блокировки уходит из гидротрансформатора и поступает обратно в блок клапанов управления. В блоке клапанов внутреннее давление гидротрансформатора регулируется клапаном отключения (WK-V), а перепускной управляющий клапан муфты (WD-V) выступает в роли выключателя. Жидкость, выходящая из гидротрансформатора, регулируется с помощью распределительного клапана смазки (SCHM-V). Регулирующий клапан давления соленоидов (DR.REO-V) снабжает отрегулированным давлением все соленоиды. Это касается и соленоида муфты гидротрансформатора. Поэтому в случае износа канала регулирующего соленоида все значения на выпуске будут или слишком высокими, или слишком низкими. Любые проблемы хотя бы с одним из вышеперечисленных узлов негативно сказываются на давлении муфты блокировки. Необходимо провести вакуумный тест каналов клапанов и в случае износа (как это обычно бывает) выполнить их ремонт либо поменять этот блок клапанов управления на отремонтированный.

Соленоид муфты гидротрансформатора (Рис. 2) управляет давлением блокировки посредством использования клапанов гидротрансформатора, упомянутых выше. Самые распространенные неисправности этого соленоида – износ или загрязнение. Фактически все регулирующие соленоиды на этих узлах имели какие-то неисправности. Именно механические неполадки, а не выход из строя электрики, являются распространенной проблемой всех соленоидов, установленных на трансмиссиях семейства ZF6. Работу этих соленоидов можно легко проверить с помощью вакуумного теста, а затем выявить, какие из них вышли из строя.

Следует обеспечить герметичность торцевых заглушек (в первую очередь заглушек между клапанами переключения и соленоидами), так как их уплотнение ослабляется, в результате чего возникают утечки. Необходимо заменить демпферы аккумулятора, поскольку выход соленоидов становится неустойчивым и жестким в результате их выведения из строя.

И, наконец, втулки со стороны сопряжения муфты E (или, иначе, втулки на впуске/выпуске) и статора насоса являются следующими элементами по важности с точки зрения контроля гидротрансформатора и качества переключения передач. Всем хорошо известно, что эти элементы выходят из строя, а это часто является причиной неисправностей на муфте гидротрансформатора и проблем с переключением, включая ошибки передаточных чисел.

Нагревать обязательно 

Коробка передач Ford 6R60/80 отличается наличием термостата в цепи, который вступает в работу до того, как жидкость выходит наружу из корпуса, как мы это уже наблюдали на фордовских трансмиссиях 5R55W и 5R110W. В результате при охлаждении термоэлемента ниже примерно 52°C поток масла в гидротрансформаторе перенаправляется обратно к втулкам. Как и раньше, обслуживание этой трансмиссии Ford в обязательном порядке включает в себя нагрев масла гидротрансформатора до уровня, которого хватит для того, чтобы термостат открылся. В ином случае охладитель не заполнится жидкостью и уровень ATF будет ниже необходимого уровня после испытательного цикла. А это, в свою очередь, обязательно создаст вам проблемы с переключением передач!

Замена мехатроника невозможна

Технические специалисты нередко надеются получить информацию о возможности замены некоторых узлов на более старые или модифицированные. Но в случае данных агрегатов это не поможет. Здесь встроенный блок управления запрограммирован на определенный VIN. Гидравлика, соленоиды и карты блока ТСМ различны для модификаций 6HP19, 21, 26 и т. д. Сепараторные пластины также отличаются. Применение разных деталей, как и попытка сочетать их друг с другом, приводит к одному результату – и без того тяжелый день становится еще тяжелее, а проблема так и не решается.

Все гениальное – просто

Теперь у вас появилось более четкое представление о том, что представляет собой работа ZF6 и Ford 6R60/6R80, а также о возникающих на них неисправностях. И вы сможете спокойно совместить методы работы мастера «номер один» и мастера «номер два», чтобы в итоге получить нужный ответ не только быстрее, но и эффективнее. А имея эту информацию, вы уверенно приступите к решению поставленной задачи. И неважно, в какой день недели вам нужно будет искать правильное решение.

Роберт Варнке
Боб Варнке (Bob Warnke) – вице-президент компании Sonnax Technical Development и член комитета Sonnax TASC Force (комитет Technical Automotive Specialties) – группы признанных в отрасли промышленности технических специалистов, экспертов по модернизации трансмиссий и технических специалистов компании Sonnax Industries Inc.