1. Журнал АКППро
2. Архив номеров
3. Август 2017 (#6)
4. Какие бывают клапаны

Какие бывают клапаны

Нашей целью является рассмотрение клапанных блоков и основных типов клапанов, которые встречаются практически в каждой трансмиссии.

Не так давно в трансмиссиях использовались дроссельные, модулирующие (в зависимости от нагрузки двигателя) и управляющие (в зависимости от скорости автомобиля) клапаны для управления синхронизацией и временем переключения. Нагрузка определялась по движению троса дроссельной заслонки или разряжению за ней, а клапан на выходном валу подавал в клапанный блок сигнал давлением: чем выше скорость, тем выше давление.

Современные трансмиссии имеют полностью компьютерное управление. Двигатель и трансмиссия оснащаются множеством электронных датчиков и компьютеров для управления синхронизацией и временем переключения. При этом и прежние, и нынешние трансмиссии имеют одинаковые основные клапаны в самом клапанном блоке.

Типы клапанов

Существует множество разновидностей клапанных блоков, каждый из которых обладает своими особенностями, касающимися внешнего вида и функционирования. Но, несмотря на все эти вариации, имеется всего три типа клапанов:

1. Регулирующий клапан понижает входное давление до требуемого. Может иметь статическую установку, выдавая постоянное давление, либо варьировать его в зависимости от механического усилия или гидравлического давления. По конструкции это редукционный клапан.
2. Переключающий клапан работает аналогично выключателю света – включен/выключен. Обеспечивает подачу масла в узелтрансмиссии или в другой клапан либо осуществляет сброс масла в маслосборник. Наиболее распространенным клапаном данного типа является клапан переключения. Он может подавать масло в переключающий элемент (сервоклапан или барабан сцепления), а также распределять масляное давление между двумя другими клапанами.
3. Сервоклапан обеспечивает перемещение другого клапана – переключающего или регулирующего.

Идентификация клапанов 

Одним из первых действий при определении функции клапана и интерпретации схемы распределения масла является его идентификация.

Регулирующие клапаны

Регулирующий клапан – наиболее распространенный, но одновременно и наиболее сложный в идентификации по причине существования нескольких типов регуляторов. Есть два свойства, общих для всех регуляторов, которые помогают в идентификации последних:

1. практически все регуляторы имеют пружину (исключения – некоторые управляющие клапаны);
2. для перемещения клапана в направлении пружины в них используется входящее давление.

Всем регуляторам необходимо балансировочное устройство для обеспечения регулировки. Большинство таких устройств используют уже отрегулированное давление жидкости (на выходе из клапана), которое передают в рабочую область регулятора. Это уравновешивающее давление воздействует на клапан, перемещая его в направлении пружины.

Существует три основных регулятора. В первом примере уравновешивающее масло регулируется давлением, которое отводится к концу клапана (рис. 1).

Общими примерами такого типа клапана в работе являются электромагнитный регулирующий клапан в 6F35N и клапан ограничения подвода давления к силовому приводу в 6L80E (рис. 2). 

Несмотря на то что эти клапаны имеют разные названия, оба они выполняют одинаковую функцию – регулируют подачу масла в переключающие электромагниты. Кроме того, оба клапана в значительной степени подвержены износу проходного отверстия, что может вызвать проблемы с переключением и сцеплением. Соблюдайте предельную осторожность при осмотре этих клапанов и их проходных отверстий.

Во втором типе регулятора используется внутреннее балансировочное устройство: давление в нем не передается к концу клапана, а распределяется между двумя контактными площадками клапана. Поскольку контактная площадка, ближняя к пружине, имеет больший размер, усилие, создаваемое гидравлическим давлением, толкает клапан в направлении пружины (рис. 3). 

Третьим типом регулятора является главный регулятор давления, который стравливает масло непосредственно от насосной подачи с целью поддержания уравновешивающего давления. Входящее давление главного регулятора создается насосом, а не регулируемым источником. В данных главных регуляторах для формирования уравновешивающего давления используется давление магистрали. Это предотвращает превышение заданного уровня давления во всей системе (рис. 4).

Переключающие клапаны

Исходя из названия, эти клапаны находятся либо в выключенном, либо во включенном состоянии. Они обеспечивают передачу масла в переключающий элемент (муфту, тормоз) или в другой клапан. Переключающие клапаны не изменяют давление подобно регулирующим клапанам, они либо открыты, либо закрыты. Как правило, если переключающий клапан отключает контур от источника давления, он также открывает этот контур, подключая его к линии сброса.

Есть одно свойство, позволяющее легко идентифицировать переключающий клапан: входное давление не применяется здесь для перемещения клапана, эти клапаны управляются внешними воздействиями. Например, клапан, который управляется селектором трансмиссии (рис. 5). 

Для управления клапаном может также применяться гидравлический привод, но не связанный с контуром, которым управляет этот клапан (рис. 6), или электромагнит. 

Общими примерами переключающих клапанов являются клапаны 4L60E, управляемые переключающими электромагнитами.

Сервоклапаны

Служат для перемещения других клапанов. Иногда производители применяют сервоклапаны в качестве регулирующих или переключающих, такие клапаны считаются комбинированными.

Комбинированный клапан может впоследствии называться сервопереключающим или серворегулирующим, однако в первую очередь это именно сервоклапан (рис. 7).

Переключающие клапаны с функцией регулировки давления

В настоящее время многие устройства обеспечивают управление давлением в линии с использованием электромагнитов с широтно-импульсной модуляцией. Питание этих электромагнитов подается и снимается с высокой частотой. Изменяя время подачи питания в течение каждого импульса можно задавать положение клапана в любой точке – от полностью открытого до полностью закрытого, регулируя таким образом давление в контуре. Но, несмотря на то что эти клапаны способны регулировать давление, они по-прежнему считаются переключающими.

На рис. 8 изображен электромагнит, принимающий импульсный сигнал. Эти импульсы поступают с высокой частотой, открывая и закрывая переключающий клапан и обеспечивая его работу в качестве регулятора.

В клапанном блоке Ford 6R60 такой тип клапанов используется для включения муфт. Это позволяет компьютеру включать и выключать муфты с высокой точностью.

Когда вы определите назначение клапана и его тип, вам будет проще разобраться, как он должен работать и что происходит неправильно.

Билл Брайтон
Иллюстрации: Журнал GEARS