Электрификация

Справочник домашнего мастера

Двигатель на соленоидах

Линейный соленоид

В данной статье мы подробно поговорим про линейный соленоид, опишем принцип его работы, разберем конструкции линейного и вращательного соленоида, а так же вы узнаете как снизить энергопотребление соленоида.

Описание и принцип работы соленоида

Линейный соленоид работает на том же основном принципе, что и электромеханическое реле, описанное в предыдущем уроке, и точно так же, как и реле, они также могут переключаться и управляться с помощью транзисторов или полевых МОП-транзисторов. Линейный соленоид — это электромагнитное устройство, которое преобразует электрическую энергию в механическое толкающее или тянущее усилие или движение.

Линейный соленоид в основном состоит из электрической катушки, намотанной вокруг цилиндрической трубки с ферромагнитным приводом или «плунжером», который может свободно перемещать или скользить «ВХОД» и «ВЫХОД» в корпусе катушек. Соленоиды могут использоваться для электрического открывания дверей и защелок, открытия или закрытия клапанов, перемещения и управления роботизированными конечностями и механизмами и даже для включения электрических выключателей только путем подачи питания на его катушку.

Соленоиды доступны в различных форматах, причем наиболее распространенными типами являются линейный соленоид, также известный как линейный электромеханический привод (LEMA) и вращающийся соленоид. Эти виды и не только вы можете найти и приобрести на Алиэкспресс.

Оба типа соленоидов, линейный и вращательный доступны в виде удержания (с постоянным напряжением) или в виде защелки (импульс ВКЛ-ВЫКЛ), при этом типы защелки используются в устройствах под напряжением или при отключении питания. Линейные соленоиды также могут быть разработаны для пропорционального управления движением, где положение плунжера пропорционально потребляемой мощности.

Когда электрический ток протекает через проводник, он генерирует магнитное поле, и направление этого магнитного поля относительно его северного и южного полюсов определяется направлением потока тока внутри провода. Эта катушка проволоки становится » электромагнитом » со своими собственными северным и южным полюсами, точно такими же, как у постоянного магнита.

Сила этого магнитного поля может быть увеличена или уменьшена либо путем управления количеством тока, протекающего через катушку, либо путем изменения количества витков или петель, которые имеет катушка. Пример «электромагнита» приведен ниже.

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.

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.

Конструкция линейного соленоида вытяжного типа

Линейные соленоиды полезны во многих устройствах, которые требуют движения открытого или закрытого типа (например, внутри или снаружи), таких как дверные замки с электронным управлением, пневматические или гидравлические регулирующие клапаны, робототехника, управление автомобильным двигателем, ирригационные клапаны для полива сада и даже для дверного звонка. Они доступны как открытая рама, закрытая рама или герметичные трубчатые типы.

Вращательный соленоид

Большинство электромагнитных соленоидов являются линейными устройствами, создающими линейную силу движения или движения вперед и назад. Однако имеются также вращательные соленоиды, которые производят угловое или вращательное движение из нейтрального положения либо по часовой стрелке, против часовой стрелки, либо в обоих направлениях (в двух направлениях).

Вращающиеся соленоиды можно использовать для замены небольших двигателей постоянного тока или шаговых двигателей, если угловое движение очень мало, а угол поворота — это угол, смещенный от начального к конечному положению.

Обычно доступные ротационные соленоиды имеют перемещения 25, 35, 45, 60 и 90 o, а также многократные перемещения к определенному углу и от него, такие как самовосстановление в двух положениях или возврат в нулевое вращение, например, от 0 до 90- до -0 ° , самовосстановление в 3 положениях, например от 0 ° до +45 ° или от 0 ° до -45 °, а также фиксация в 2 положениях.

Вращающиеся соленоиды производят вращательное движение, когда под напряжением, обесточено, или изменение полярности электромагнитного поля изменяет положение ротора с постоянными магнитами. Их конструкция состоит из электрической катушки, намотанной вокруг стальной рамы с магнитным диском, соединенным с выходным валом, расположенным над катушкой.

Когда катушка находится под напряжением, электромагнитное поле генерирует множество северных и южных полюсов, которые отталкивают соседние постоянные магнитные полюса диска, заставляя его вращаться на угол, определяемый механической конструкцией вращающегося соленоида.

Вращающиеся соленоиды используются в торговых автоматах или игровых автоматах, для управления клапанами, затворами камер со специальными высокоскоростными, низкоэнергетическими или регулируемыми позиционирующими соленоидами с высоким усилием или крутящим моментом, такими как те, которые используются в точечно-матричных принтерах, пишущих машинках, автоматах или в автомобилях.

Электромагнитное переключение

Обычно соленоиды, линейные или вращающиеся, работают с приложением постоянного напряжения, но их также можно использовать с синусоидальными напряжениями переменного тока, используя двухполупериодные мостовые выпрямители для выпрямления питания, которые затем можно использовать для переключения соленоида постоянного тока. Малые соленоиды типа DC могут легко управляться с помощью транзисторных или полевых МОП-транзисторов и идеально подходят для использования в роботизированных устройствах.

Однако, как мы видели ранее с электромеханическими реле, линейные соленоиды являются «индуктивными» устройствами, поэтому требуется некоторая электрическая защита через катушку соленоида для предотвращения повреждения полупроводникового переключающего устройства высокими обратными ЭДС. В этом случае используется стандартный «Диод маховика», но вы также можете использовать стабилитрон или варистор малого значения.

Снижение энергопотребления соленоида

Одним из основных недостатков соленоидов, особенно линейного соленоида, является то, что они являются «индуктивными устройствами», изготовленными из катушек с проволокой. Это означает, что соленоидная катушка преобразует часть электрической энергии, используемой для их работы, в «нагрев» из-за сопротивления провода.

Другими словами, при длительном подключении к источнику электропитания они нагреваются, и чем дольше время, в течение которого питание подается на соленоидную катушку, тем горячее становится. Также, когда катушка нагревается, ее электрическое сопротивление также изменяется, позволяя течь большему току, повышая ее температуру.

При постоянном входном напряжении, подаваемом на катушку, катушка соленоидов не имеет возможности остыть, потому что входная мощность всегда включена. Чтобы уменьшить этот самогенерируемый эффект нагрева, необходимо уменьшить либо количество времени, в течение которого катушка находится под напряжением, либо уменьшить количество тока, протекающего через нее.

Один из способов потребления меньшего тока заключается в подаче подходящего достаточно высокого напряжения на электромагнитную катушку, чтобы обеспечить необходимое электромагнитное поле для работы и посадки плунжера, но затем один раз активировать для снижения напряжения питания катушек до уровня, достаточного для поддержания плунжера, в «сидячем» или закрытом положении. Одним из способов достижения этого является последовательное подключение подходящего «удерживающего» резистора с катушкой соленоида, например:

Здесь контакты переключателя замыкаются, замыкая сопротивление и передавая полный ток питания непосредственно на обмотки электромагнитных катушек. После подачи питания контакты, которые могут быть механически связаны с плунжером электромагнитного действия, размыкаются, соединяя удерживающий резистор R H последовательно с катушкой соленоида. Это эффективно соединяет резистор последовательно с катушкой.

Используя этот метод, соленоид может быть подключен к его источнику напряжения на неопределенный срок (непрерывный рабочий цикл), так как мощность, потребляемая катушкой, и выделяемое тепло значительно уменьшаются, что может быть до 85-90% при использовании подходящего силового резистора. Однако мощность, потребляемая резистором, также будет генерировать определенное количество тепла, I 2 R (закон Ома), и это также необходимо учитывать.

Рабочий цикл соленоида

Другим более практичным способом уменьшения тепла, выделяемого катушкой соленоидов, является использование «прерывистого рабочего цикла». Прерывистый рабочий цикл означает, что катушка многократно переключается «ВКЛ» и «ВЫКЛ» на подходящей частоте, чтобы активировать механизм плунжера, но не дать ему обесточиться во время периода ВЫКЛ. Прерывистое переключение рабочего цикла является очень эффективным способом уменьшения общей мощности, потребляемой катушкой.

Рабочий цикл (% ED) соленоида — это часть времени «ВКЛ», когда на электромагнит подается напряжение, и это отношение времени «ВКЛ» к общему времени «ВКЛ» и «ВЫКЛ» для одного полного цикла операций. Другими словами, время цикла равно времени включения плюс время выключения. Рабочий цикл выражается в процентах, например:

Затем, если соленоид включен или включен на 30 секунд, а затем выключен на 90 секунд перед повторным включением, один полный цикл, общее время цикла включения / выключения составит 120 секунд, (30 + 90) поэтому рабочий цикл соленоидов будет рассчитываться как 30/120 сек или 25%. Это означает, что вы можете определить максимальное время включения соленоидов, если вам известны значения рабочего цикла и времени выключения.

Например, время выключения равно 15 секундам, рабочий цикл равен 40%, поэтому время включения равно 10 секундам. Соленоид с номинальным рабочим циклом 100% означает, что он имеет постоянное номинальное напряжение и поэтому может быть оставлен включенным или постоянно включен без перегрева или повреждения.

В этом уроке о соленоидах мы рассматривали как линейный соленоид, так и вращающийся соленоид как электромеханический привод, который можно использовать в качестве выходного устройства для управления физическим процессом. В следующем уроке мы продолжим рассмотрение устройств вывода, называемых исполнительными механизмами, и устройства, которое снова преобразует электрический сигнал в соответствующее вращательное движение, используя электромагнетизм. Тип устройства вывода, которое мы рассмотрим в следующем уроке — это двигатель постоянного тока.

Соленоиды АКПП

— Shift solenoid — рядовой соленоид-переключатель, отвечающий за переключения скоростей, «шифтовик». Таких регуляторов давления в гидроплите обычно несколько и вся работа по переключению скоростей вверх или вниз в основном выполняется именно ими. Обычно на схеме они обозначаются как S1, S2, (SL1 …- линейный шифтовик) или буквами А, В …

Для переключения скоростей работают одновременно сразу несколько соленоидов. Например в классических 4-х ступках 2 соленоида шифтовика, и мануалы выдают такие комбинации:

И это — расписано в мануалах для простых 4-х ступок. Для 5-ти и 6-ти ступенчатых АКПП — все гораздо сложнее. (как читать мануалы?)

Так что распространенный среди водителей миф: «если пропала 3-я скорость, то можно найти и заменить соленоид 3-й скорости» — обычно ни к чему кроме затрат времени и денег не приводит (кроме самообучения на ошибках).

Такие таблицы есть в мануалах для каждой АКПП. По таблицам мастера определяют — какие соленоиды (или обгонные муфты) работают при проблемном переключении и на которые стоит обратить внимание при тестировании.

Новые типы соленоидов:

Управляющий (клапанами гидроблока) соленоид. Функционально соленоиды могут управлять клапанами плиты как транзистор в электросхеме.

Такие соленоиды только подают управляющее давление (с низким расходом) на клапан гидроблока, который уже сам подает или сбрасывает давление на поршни и фрикционы и служат для незаметного переключения передач.

— «Соленоид качества переключения передач» (работает только в момент переключения передачи для мягкого переключения с «проскальзыванием») ,

— «Соленоид управления охлаждением масла» (как термостат открывает канал для охлаждения масла через внешний радиатор), и др.

Специфика и конструкция соленоидов постоянно расширяется и усложняется, а диагностика и ремонт соленоидов упрощается до банальной замены.

Типичные проблемы соленоидов. Срок службы

Обычно на соленоиды как причину аварии указывает компьютер своим «кодами неисправности» типа «19146»-VAG (или OBDII: P2714). Расшифровка кодов неисправностей — .

Проблема №1: соленоиды забиваются нагаром из масла, склеенным из мельчайшей пыли (бумажной, алюминиевой, стальной, бронзовой…) от изношенных и разбитых узлов и расходников. Проявляется в том, что «нахолодную» клапан-золотник соленоида (или гидроблока) работает нормально, а в горячем масле — клинит. Или наоборот.

Поэтому мастера очень не любят, когда фрикционная накладка бублика съедается до клеевой основы и добавляет клеющие смолы в эту горячую масляную взвесь.

Для устранения нагара соленоиды-клапана (и детали гидроблка) промывают в различных растворителях и прочищают разными хитрыми способами с использованием ультразвука или переменного тока 12в. Рекомендовано при капремонте также проводить демагнетизацию (размагничивание) стальных деталей соленоида.

Проблема №2:

Износ деталей плунжера, манифольда, входного отверстия, протечки, связанные с износом.

PWM соленоиды имеют «умное управление». Компьютер учитывает «старость» соленоида №1 и увеличивает с помощью управляющего соленоида №2 расход масла для открытия канала такого изношенного соленоида №1. Но когда износ и «старческая деменция» достигают предела давления, компьютер бракует такой соленоид, что проявляется кодом ошибки. Естественно, что чем грязнее масло, тем быстрее изнашиваются каналы соленоидов, и тем напряженнее насос гонит через гидробок масло ATF, тем интенсивнее работают и изнашиваются клапана. Цепная реакция.

Проблемы №3, 4, …8 :

— Ослабление возвращающей пружины, трещины корпуса, поломки конструкции, падение сопротивления обмотки (обрыв или КЗ). Здесь популярны пропайка контактов, перемотка, замена втулок, деталей.

Главная причина «преждевременной смерти» современных соленоидов — износ каналов манифольда, втулок, клапана и плунжера или шарика. (справа показан износ примыкания закрывающего шарика к отверстию)

Это начинается с засорения плунжера продуктами износа. Плунжер сначала клинит, что приводит к проблемам переключения (в зависимости от функции первого засорившегося соленоида), а затем этот нагар начинает истирать трущиеся поверхности плунжера, втулок плунжера и клапанов. После 2003-2004 годов и клапана и манифольды обычно делаются из анодированных сплавов, которые выдерживают большие истирающие нагрузки. Истираются в основном бронзовые втулки соленоидов.

Иногда мастера ремонтируют изношенные линейные соленоиды, «перевтуливая» плунжер. Выпускаются наборы 136419 для замены втулок соленоидов, что дает им еще жизни на 30-60 ткм (в зависимости от состояния остальных компонентов электрорегулятора).

Ресурс качественных соленоидов измеряется количеством циклов открывания-закрывания. По этому показателю например «хендаевские» соленоиды привычно стоят чуть позади соответствующих американских соленоидов и еще подальше от продуктов лидеров Aisin, Jatco или ZF.

Но даже у самых надежных соленоидов ресурс не превышает 300 000 — 400 000 циклов. Это может наступить и после 400 ткм, а может и значительно раньше. В зависимости от того как нагружают их водитель и ЭБУ, подчиняющееся педали газа. Конструктивно в ранних версиях АКПП (например DP0, 01N, …) режим их работы был организован таким образом, что одни соленоиды (обычно — ЕРС) работают в два-три раза напряженнее других и поэтому вырабатывают свой ресурс первыми.

Американский авторемонтный мир предпочитает планово ремонтировать соленоиды, заменяя втулки и очищая все внутренности соленоидов и гидроблока от нагара при каждом капремонте АКПП. Своевременная чистка и «перевтуливание» линейных соленоидов увеличивает ресурс соленоидов и гидроблока на 40-70%. Но обязательно при этом заменяются все изношенные уплотнения, кольцы и втулки, через которые теряется давление масла, иначе соленоиды сразу начинают работать на полное сечение.

Ремонт ГДТ с заменой износившейся накладки муфты — тоже входит в эту работу по продлению жизни соленоидов и самой АКПП.

Как самому купить и заменить соленоиды? Вообще — поможет это?

Существует всего несколько АКПП с проблемами соленоидов, которые можно решить, лишь заменив соленоиды:

Например DP0, у которой срок жизни соленоидов EPC и TCC достаточно короток по сравнению с остальными расходниками. В некоторых случаях ремонта 4-х ступок замена обоих соленоидов (144431) может оживить машину и на некоторое время (пока скопятся деньги и желание на капремонт и установку кулера) позволит забыть о причинах выхода из строя трансмиссии (замена тефлоновых колец и втулок)

В эту же группу входят некоторые АКПП Хёндай-Мицубиши, Лексуса и даже 6-ти ступки ZF.

Но к сожалению просто заменить соленоид это — «временный костыль», который очень часто является лишней тратой времени и средств. Обычно к этому времени и сам гидроблок нуждается в переборке-чистке и гидротрансформатор и коробка. Мастера очень не любят брать в ремонт коробку, в которой до этого делался «косметический» ремонт или менялась только часть необходимых деталей. Потому что распутывать клубки проблем автомата, в котором до тебя кто-то неудачно покопался, берутся только акпп-фанаты или мазохисты. Такая настоящая головоломка, для «шерлохолмсов».

Как идентифицировать-заказать-купить соленоиды?

1. Определите тип своей АКПП. (Ответственность за правильное определение типа лежит только на мастере, который берется лечить этот сложный агрегат). Для этого перейдите на страницу «Определение типа АКПП». Если указано несколько вариантов для вашего авто (или ни одного) — скорее всего из-за того, что было выпущено много небольших серий вашего автомобиля в разных странах. Попробуйте почитать по каждой АКПП — внизу каждой страницы АКПП есть дополнительная таблица. Но надежнее — искать эту информацию не в справочниках, а на табличке самой АКПП (или на кузове). Можно определить тип АКПП по форме поддона или по фото фильтра. В общем — изучайте литературу, если хотите самостоятельно и успешно выполнить эту операцию.

2. На странице своей АКПП — изучите все, что написано в мануалах по соленоидам и гидроблоку.

Нажав на номер соленоида на оранжевом фоне, вы узнаете его цену, наличие на складе и полное описание детали, с указанием- для каких авто она используется. Но часто приходится подбирать соленоиды по ВИН-коду авто. Звоните и заказывайте.

3. Замена соленоида. Стоит изучить все, что пишет интернет по вашей АКПП. Или лучше (если вы не стремитесь сами стать профессионалом в этом увлекательном деле) — найти мастера, который уже имеет опыт и сделав положенные ошибки, сэкономит вам время и деньги.

Тест. Как проверить исправность соленоидов?

Даже если коды неисправностей указали на какой-то соленоид, его нужно проверить с использованием диагностического оборудования. И лучше, если этим займется специалист.

У соленоидов имеется такая определяющая «жизнеспособность» характеристика как «вилка» сопротивления (при 20º C). Поэтому первый тест соленоидов — это проверка их сопротивления омметром. На странице популярных в ремонте АКПП можно найти такие таблицы по соленоидам.

Причина: От времени и из-за агрессивных условий работы метал проводов стареет, сопротивление обмотки увеличивается и когда омметр показывает, что сопротивление обмотки вышло за пределы максимально допустимого, то компьютер обнаруживает такой соленоид и «требует» его замены с помощью кода ошибки.

Если соленоид-электроклапан показывает нормальное сопротивление и щелкает при подаче на него напряжения, то мастера чистят-промывают его и оставляют служить дальше.

Кроме самих соленоидов и их клемм, часто причиной неисправностей является запитывающая проводка-шлейф (справа — 105446).

Современные соленоиды-электрорегуляторы уже невозможно «на коленке» проверить с помощью омметра и «пощелкиваний». PWM соленоиды уже требуют компьютера для проверки кривой, по которой меняется давление в зависимости от подаваемого тока, а с этим и квалифицированного электрика. И уже неразумно приговаривать соленоиды к замене по одним только кодам ошибок OBD-II. Если это, конечно, не типичные для данной АКПП проблемные соленоиды, которыми являются описанные ниже соленоиды-бестселлеры.

Встречаются проблемы и с самим ЭБУ (особенно часто — №340450 слева РАВ4 начала века)

Что будет, если вовремя не заменить выработавшие свой ресурс соленоиды?

Соленоиды закрывают или открывают канал, блокирующий сцепление фрикционов. Не так страшно, если передачи переключаются с толчками. Это даже может быть полезным как «маркер», указывающий на необходимость делать ремонт АКПП.

Хуже, если канал недозакрыт или недооткрыт, что можно сравнить с недоотжатым сцеплением в МКП. Такой недовключенный пакет сцепления начинает проскальзывать от недостатка давления и жечь фрикционы и масло. Или недостаток давления приводит к работе всухую, от которой изнашивается «железо» и втулки, которые к этому времени уже изношены и травят масло и убьют новые соленоиды тем, что будут заставлять их сразу же работать на полное сечение.

Рекордсмен по замене втулок — новейшие ZF-бестселлеры 6HP26 и 6HP19 (№182030 — выше справа). А после втулок вибрации всухую настолько разбивают все валы и сочленения, что восстанавливать коробку иногда уже не имеет смысла.

Это — самое неприятное и незаметное из всех многочисленных проявлений нештатной работы соленоидов. Сравнимо с тем, как переносить тяжелую ангину на ногах — вроде как работаешь, но сердце можно повредить на всю жизнь.

В чем заключается «ремонт» соленоидов:

Хорошее видео по чистке и ремонту гидроблока AW 55-50 и соленоидов появились на ю-тьюбе. Там скрыты некоторые детали, но в целом дает представление — в чем заключается ремонт чистка соленоидов.

Описание и принцип работы соленоидов

Соленоид – это обмотка, имеющая цилиндрический вид. Длина этой обмотки в десятки раз превышает ее диаметр. Само слово соленоид происходит из слияния двух терминов «solen», «eidos». Первое из них обозначает «труба», а второе слово переводится как «подобный». На практике, это объясняет форму этой радиодетали, которая имеет вид трубы, но с обмоткой.

Другими словами, соленоид можно назвать отдельным видом катушки индуктивности. При подаче на нее электричества, внутри этой «трубы» образуется электромагнитное поле. Поле, своей силой, втягивает внутрь сердечник, который тем самым совершает механическое действие. Используется это например в изменении положения клапана или открывания замка двери.

В статье будет описано устройство соленоидов, сфера применения и другие вопросы, касающиеся этой радиодетали. Также в статье добавлен интересный файл и видеоролик по данной теме.

Соленоид с подключением

Соленоиды косвенного действия

Данный вид соленоида является более сложным, и понадобится больше времени для объяснения механизма его работы. Проще говоря, соленоид косвенного действия состоит из двух клапанов, соединённых в один механизм. Основной клапан (main valve) – это золотник, который работает по описанному выше принципу, второй используемый механизм – это управляющий клапан (pilot valve), который находится между золотником и электромагнитом. Управляющий клапан представляет собой маленький соленоид прямого действия, который активирует нажатие большого золотника. Обратите внимание, что соленоид, показанный на данном изображении, является соленоидом прямого действия, так как он напрямую воздействует на управляющий клапан, но вся конструкция в сборе является соленоидом косвенного действия.

Основное различие между соленоидами прямого действия и косвенного действия в том, как они взаимодействуют с механическими частями маркера. Соленоиды прямого действия работают напрямую с элементами механизма маркера. Соленоиды косвенного действия используют воздушный поток для управления золотником. Основная причина существования соленоидов косвенного действия – это их невероятно низкое потребление энергии по сравнению с соленоидами прямого действия. Например, если соленоиду прямого действия необходимо 4 ватта для воздействия на механизм, то соленоиду косвенного действия для того же воздействия нужно всего 0,5 ватта.

Схема работы соленоида.

Далее соленоиды делятся по количеству потоков. Для функционирования у соленоида должно быть хотя бы одно отверстие, через которое воздух поступает в соленоид, одно отверстие, из которого воздух поступает в механизм, и одно отверстие для сброса воздуха. Но в большинстве случаев используется конструкция с двумя отверстиями для подачи воздуха в механизм маркера и двумя отверстиями сброса воздуха. В настоящее время, в основном, используются три основных типа соленоидов:

  1. Четырёхпоточный золотниковый клапан (four way spool valve). Этот тип используется в большинстве полностью электропневматических маркеров, где для движения поршня назад и вперёд используется воздух. Например Ego, Angel, Shocker, Dye Matrix и т.п. Неправильно названный тривей (three way valve) на кокерах, тоже является примером четырёхпоточного поршня.
  2. Трехпоточный золотник, закрытый в состоянии покоя (3-way spool normally closed). Это трехпоточный клапан, который подаёт воздух при подаче на него напряжения. Когда этот соленоид в состоянии покоя, он не подаёт никакого давления, например pVI Shocker, Invert Mini.
  3. Трёхпоточный золотник, открытый в состоянии покоя (3-way spool normally open). Это трёхпоточный клапан, который подаёт давление в состоянии покоя, и перекрывает поток воздуха, когда на него подаётся напряжение, например Ion.

Управляющий клапан в соленоиде всегда является трёхпоточным, закрытым в состоянии покоя. Когда на соленоид подаётся напряжение, управляющий клапан открывается и подаёт воздух для того, чтобы сдвинуть золотник, который, в свою очередь, может быть и трехпоточным и четырёхпоточным.

Каждый соленоид косвенного действия делится на три сегмента: катушка (coil), управляющий клапан (pilot) и золотник (spool). Катушка – это единственная электромагнитная часть всего механизма. Состоит она из медной проволоки, обмотанной вокруг металлического кожуха, внутри которого находится металлический стержень, являющийся противоположным магнитным компонентом клапана. Стержень изготавливается из стали и имеет пружину с одного конца. На противоположном конце соленоида находится золотник, который является клапаном и основной движущейся частью соленоида. Золотники обычно изготавливаются из латуни или алюминия в зависимости от производителя.

Также на золотнике имеются разнообразные прокладки для того, чтобы перенаправлять воздушные потоки. И, наконец, последняя часть соленоида – управляющий клапан, который является “посредником” между движением стержня катушки и золотника. Основной компонент для управляющего клапана – круглый поршень, который передвигает золотник в открытое положение. Поршень представляет собой маленький пластиковый диск с прокладкой вокруг него. За поршнем находится маленький привод, деталь для удержания привода на месте и маленькая заглушка, находящаяся внутри привода. Большинство этих компонентов, как и корпус управляющего клапана, изготавливается из полимеров для того, чтобы улучшить скольжение и уплотнение.

Интересный материал для ознакомления: что такое вариасторы.

В заключение статьи, что же такое двелл? Это время, в течение которого на соленоид подаётся напряжение (соответственно, путь болта маркера в переднее положение + время, которое болт находится в переднем положении, выпуская воздух). При сильном понижении параметра двелл вам придётся компенсировать более короткое время пребывания болта в переднем положении путём повышения рабочего давления маркера, что не будет полезным для вашего маркера. Слишком завышенное значение параметра двелл приведёт к перерасходу воздуха, заряда батареи и большему износу самого соленоида.

Два одинаковых соленоида.

Как проверить работоспособность

Проводник, имеющий форму спирали, в котором возникает магнитное поле, называется соленоидом. Применяется в автомобилях и предназначен для переключения датчиков и клапанов на расстоянии. Таким образом, если клапан или какой-либо датчик перестал функционировать, то, прежде всего, проверке подвергают соленоид.

Для проверки потребуется следующее:

  • компрессор;
  • оборудование для диагностики;
  • различные инструменты – отвертки, ключи и другие.

Для проверки соленоида его необходимо переключить в режим “омметра”. Отыскать соленоид в автомобиле можно посредством технической документации, которая идет с каждым транспортным средством. Соленоид должен быть подключен к бортовому компьютеру. Обратить внимание и на то, в каком состоянии находится клапан. Он может быть закрытым или открытым.

  1. Следующим этапом следует проверка электрического сопротивления соленоида. В работе потребуется применить омметр, который следует подключить к клеммам компонента. О том, каким сопротивлением должен обладать соленоид в горячем и холодном состоянии, указано в технической документации. Проверить контур компонента на замыкание. Необходимо каждый контакт через корпус автомобиля замкнуть. В течение долгого периода эксплуатации в соленоиде скапливается большое количество загрязняющих компонентов. По возможности следует промыть соленоид в бензине. Возможно, что приходится иметь дело с неразборным компонентом. Тогда придется заменить старый соленоид на новый, и можно быть уверенным в том, что проблема устранена.
  2. Соленоид является источником мощного магнитного поля. В результате этого внутри скапливается большое количество металлических микрочастиц. Они оседают на стенках каналов и вскоре начинают препятствовать нормальной работе клапана. Подвижные части работают с перебоями. Удалять металлические микрочастицы можно посредством компрессора. Высокое давление воздуха удалит весь мусор, скопившийся за несколько лет или месяцев эксплуатации. Не забыть обратить внимание на то, в каком состоянии должен находиться клапан в обычном состоянии.
  3. Если соленоид закрыт в нормальном положении, то выполнить простой тест. Отключить устройство от источника питания. После этого направить струю воздуха, которая должна задерживаться внутри, а не выходить через выходной канал. Подать напряжение на соленоид. В данной ситуации воздушная струя должна начать выходить через выходной канал. Если условия выполняются, то можно сказать, что компонент находится в пригодном состоянии.
  4. С иной ситуацией придется столкнуться в случае с нормально открытым соленоидом. Как только компонент был обесточен, воздух должен начать выходить через выходной клапан. При подаче тока канал запирается, и воздух остается внутри.

Электромагнитный клапан.

Наличие короткого замыкания становится причиной низкого сопротивления. Его можно измерить и для этого необходимо отыскать электродвижущую силу, а также ее внутреннее сопротивление. На основании полученных сведений выполнить требуемые расчеты. Для расчета короткого замыкания потребуется лишь тестер.

В данной статье представлены основные вопросы работы соленоида или электромагнитного клапана. Более подробно об этом устройстве можно узнать, прочитав статью Электромагнитное поле соленоида. В нашей группе ВК можно задавать вопросы и получать на них подробные ответы от профессиональных электронщиков. Чтобы подписаться на группу, вам необходимо будет перейти по следующей ссылке: https://vk.com/electroinfonet. В завершение статьи выражаем благодарность источникам, откуда была почерпнута информация:

В работе автоматической коробки передач большая роль отводится трансмиссионному маслу. Каждый автовладелец знает, насколько важно использовать высококачественные смазочные материалы, а также следить за состоянием всех узлов коробки автомат.

В АКПП имеется ряд механических элементов, которые требуют обязательной и качественной смазки. Особое значение в обеспечении лубрикации имеет специальный соленоид, который отвечает фактически за подачу в систему АКПП трансмиссионного смазочного масла.

Автомобилисты не просто должны знать, что это такое, но и уметь при необходимости самостоятельно проверить текущее состояние соленоидов.

Для чего используются в АКПП

Присутствующий в автомобиле с АКПП соленоид является специальным электромагнитным регулирующим клапаном или же клапаном-регулятором, который выполняет задачи по своевременному открытию и закрытию специального канала подачи смазочного ATF масла.

Именно за работу масляного канала коробки и отвечают автомобильные соленоиды в конструкции АКПП, если автомобили имеют автоматическую коробку для переключения передач. При этом функционирует устройство за счёт команд, поступающих от ЭБУ, то есть электронного блока управления, что делает соленоид неотъемлемым элементом конструкции авто.

ЭБУ непрерывно отправляет электроимпульсы с определённой необходимой частотой. Соленоид следит за давлением смазочного материала на конкретных определённых связках сцепления, осуществляя быстрое переключение скорости, либо же снимает блокировку с гидравлических трансформаторов.

Ещё немного о том, что же такое соленоиды в машине. Также можно назвать их элементом управления рабочими режимами АКПП.

Конструктивно ничего сложного в этом устройстве нет. Это стержень, выполненный из металла, и обвитый специальной спиралью, по которой проходит постоянный ток. Внутри этот специальный стержень является подвижным. Под воздействием поступающего тока этот стержень перемещается с помощью пружинки от конца имеющейся спирали к её началу, тем самым своевременно закрывая или же открывая поток смазочной жидкости.

Такая конструкция применяется на современных автоматических автомобильных коробках. Её основное преимущество заключается в возможности автоматического срабатывания пружинки даже в ситуациях, когда происходит сбой с электрообеспечением автомобиля. Пружинка способа перекрыть поток масла.

Разобравшись с тем, для чего в АКПП нужен соленоидный клапан, не лишним будет узнать его расположение, а также изучить возможные применяемые типы соленоидов.

Расположение

Чтобы автовладелец имел возможность проверить текущее состояние электромагнитного клапана, то есть соленоида, ему следует знать про его расположение.

Фактически отыскать искомый элемент не сложно. Располагается устройство в гидравлическом блоке. Он также называется гидравлической клапанной плитой.

Непосредственно в самом гидроблоке соленоид вставляется в специальный канал, где соединяется с блоком болтовым креплением или с помощью фиксирующей прижимной пластинки. Другим концом осуществляется шлейфовое соединение или штекерное, что позволяет соединиться с блоком управления.

Соленоид выступает в качестве посредника при передаче управляющих сигналов между имеющимися электрическими и гидравлическими системами автомобильной АКПП. Функционал соленоида позволяет объединить эти две системы. Причём в этом объединении довольно часто происходят сбои, за которыми следит ЭБУ.

В автоматических коробках, в зависимости от используемой схемы и количества используемых ступеней в АКПП, может использоваться от 4 и более соленоидов.

Важно учитывать, что слабым местом автомобильного соленоида является его шлейф или кабель соединения с электронным блоком управления. Это вынуждает автомобилистов осуществлять замену этих компонентов примерно с такой же периодичностью, как и замену самих соленоидов.

Виды

Покупая автомобиль с автоматической коробкой переключения передач, не лишним будет поинтересоваться типом используемого в конструкции соленоида. От этого зависит, какие именно детали водитель будет покупать в дальнейшем для замены.

Автомобильный соленоидный клапан представлен в нескольких разновидностях. Причём каждый из них имеет свой принцип действия и определённые отличительные характеристики. Потому стоит узнать, как работает тот или иной соленоид, и чем разные типы устройств между собой отличаются.

  1. On Off. Это первый тип соленоид, который разработали специально для автоматических автомобильных коробок передач. Устройство отличается достаточно несложной заводской конструкцией и практически таким же простым и элементарным во многом принципом своей работы. Соленоид лишь открывал и просто закрывал подачу масла. Стержень конструкции, находясь под воздействием тока, который проходил по обмотке, двигался по каналу, и выполнял соответствующие функции открытия и закрытия.
  2. Электромагнитный клапан. Считается одним из лучших соленоидов своего времени, который стал настоящим техническим прорывом. Фактически такой соленоид выступает как гидравлически клапан. Инженеры создали для устройства отдельный специальный масляный канал, а также клапан шарикового типа, способный открывать и закрывать канал. Чтобы отключить девайс от электрического питания и гидравлической системы, достаточно лишь отсоединить специальный штекер. Такой соленоид появился около 40 лет назад, но до сих пор активно применяется на некоторых автомобилях отдельного представительского класса.
  3. 3 Way. Поскольку автомобильная индустрия стремительно развивалась, от соленоидов, действующих по простому принципу On Off, начали постепенно отказываться. Уже в 90-х появились устройства 3 Way. Это переключатель новой генерации. Находясь в положении On, клапанный шарик открывал проход жидкости с 1 канала на 2. Переходя в положение Off, происходит переход от 2 канала на 3. Такое нововведение позволило с помощью одного устройства отключать и включать по мере необходимости фрикционную муфту.
  4. Электрорегуляторы. Уже с середины 90-х годов инженеры снова задумались об усовершенствовании соленоида, и создали новый тип. Подобные соленоиды-регуляторы разработали по принципу вентиля. Отталкиваясь от конкретного типа импульса, поступающего от ЭБУ, кривое внутреннее сечение устройства открывало и закрывало поток смазки. Здесь электрический ток подавался с определённой частотой и перерывами. Такие соленоиды отдельно делятся на шариковые, золотниковые, 3, 4 и 5 Way.

Соленоиды-регуляторы принято классифицировать отдельно.

Первыми из них появился соленоид, имеющий шариковый клапан. Их называют PWM. С таких устройств началась разработка современных соленоидов-регуляторов.

Несколько позже появился другой тип, который не получил большой популярности, и в настоящее время встречается редко. Обозначают такие соленоиды как VBS. Отличается низкой чувствительностью по отношению к подающему давлению и хорошо работает при высоком давлении смазочного масла в линии. Их также часто называют золотниковыми соленоидами, поскольку в качестве клапана здесь используется золотник.

Также существуют пропорциональные соленоиды. Они же линейные. Конструкция выполнена таким образом, чтобы наиболее уязвимый и быстро изнашиваемый элемент, коим выступает муфта с отверстиями, располагался непосредственно в самом соленоиде.

Преимущество линейных устройств в том, что они позволяют предотвращать необходимость менять всю гидроплиту полностью, если выходит из строя только соленоид. Это существенно продлило срок службы гидроплиты, а также удалось избавиться от проблемы быстрого износа каналов. Сейчас линейными конструкциями активно пользуются производители автомобилей Volvo, Toyota и марок, входящих в состав VAG.

Далее появились также VFS соленоиды. Конструкция получилась простой и дешёвой в плане производства. При этом отмечается определённая сложность в управлении. Такие автомобильные соленоиды считают очень капризными. Плюс длительность службы, если сравнивать с линейными, заметно ниже. Малый вес и высокое давление способствуют быстрому износу. Постепенно клапан начинает менять степень открытия, а потому компьютеру приходится сложнее считывать и обрабатывать информацию, чтобы правильно поменять режим работы.

Отталкиваясь от функционального назначения используемых соленоидов автоматических коробок передач, различают ещё одну классификацию.

  1. LPC или EPC соленоиды. Управляющие устройства, которые идут одними из первых на гидроплите. Этот электроклапан является ключевым или главенствующим. Он самостоятельно осуществляет распределение масла по остальным рабочим соленоидам и масляным каналам. Если используется четырёхступенчатая EPC, управляющий соленоид обычно изнашивается всегда первым.
  2. Соленоид, специально предназначенный для выполнения самой ресурсозатратной работы среди всех остальных разновидностей этих устройств. Воздействует на гидротрансформаторную муфту, которая блокируется и подключается, повышая при этом коэффициент полезного действия для специальных спортивных режимов функционирования АКПП. На определённых автомобильных гидроблоках этот элемент оказывается наиболее слабым, поскольку через него проходит горячее и не отфильтрованное масло.
  3. Шифтовые соленоиды или шифтовики выступают как переключатели. Конструктивно наиболее простое устройство среди аналогов, которое отвечает за эффективное и своевременное автоматическое переключение необходимых передач в коробке. На гидравлической плите АКПП располагается сразу несколько подобных соленоидов. Именно шифтовики отвечают за правильное переключение скоростей вверх и вниз в автомобильной коробке автомат.

Разнообразие соленоидов действительно довольно внушительное. Потому автомобилисту следует заранее узнать, какое именно устройство применяется конкретно на его транспортном средстве в конструкции автоматической коробки передач.

Понимая суть и принцип работы этих соленоидов, будет намного проще разобраться в возможных неисправностях, а также самостоятельно проверить в АКПП состояние соленоида по мере необходимости.

Характерные неисправности

Большую и ключевую роль в длительной работоспособности соленоида играет качество самого используемого трансмиссионного масла. Не обязательно покупать самые дорогие соленоиды при их замене, если параллельно в АКПП будет заливаться низкосортная смазка.

Поэтому большинство неисправностей связаны именно с качеством масла. Можно выделить несколько характерных и наиболее часто встречающихся проблем.

  1. Ломаются и заклинивают соленоиды зачастую из-за нагара, который образуется в результате износа различных элементов, расходников и узлов автоматической коробки. Эта бумажная, алюминиевая, стальная и бронзовая пыль от нагара засоряет элемент, не позволяя ему нормально работать. Причём пока масло холодное, соленоид хорошо справляется со своими функциями, но после прогрева начинает тормозить. Чтобы решить эту проблему, необходимо выполнить процедуру полоскания соленоида. Для этих целей используются специальные промывки, растворители и очистители. Также эффективно помогает справиться с нагаром очистка переменным током и растворителем.
  2. Протечки. Они возникают как результат износа или поломки манифольдов, плунжеров и иных элементов. Когда в конструкции используются PWM соленоиды, один из них может ослабнуть. Эту информацию считывает блок управления, воспринимает ослабленный соленоид как неисправность, в результате чего его нагрузка перераспределяется на другие соленоиды, что вызывает определённую перегрузку. Такая разгрузка позволяет немного продлить срок службы. Но всё равно под действием напряжения и горячего масла старый соленоид начинает выходить из строя, и вскоре его требуется полностью менять. Перераспределяя нагрузку, перегружаются остальные соленоиды, и вскоре уже они выходят из строя. То есть поломка одного устройства запускает цепную реакцию.
  3. Также часто автомобилист может столкнуться с проблемой снижения упругости на пружине, трещинами в корпусе, а также снижением сопротивления на обмотке. Чаще всего поломка соленоида происходит по причине износа компонентов. Здесь основной акцент делятся на плунжерах, шариках, манифольде, клапанах и втулках. Плунжер может засориться стружкой от изношенных деталей и смазочного масла. Сначала возникают сложности с переключением, соленоид начинает клинить. Постепенно возрастает количество нагара, что приводит к поломкам клапанов и втулок.

Важно учитывать, что даже самые надёжные соленоиды рано или поздно выходят из строя. Исследования наглядно показывают, что наиболее устойчивые элементы могут прослужить до 400 тысяч километров пробега. Но в большинстве случаев цифры куда более скромные.

Стоит заметить и тот факт, что разработчики существенно упростили конструкцию современных соленоидов, если сравнивать с предшественниками. Если раньше для изготовления гидроблока применяли исключительно чугун, то теперь для этих целей используют алюминий.

Но нынешние соленоиды стали куда требовательнее к качеству масла, используемого для автоматических коробок передач. Ранее в АКПП заливали всевозможные низкокачественные жидкости, характеристик которых всё равно хватало для нормальной работы соленоида. Теперь же, если залить плохую смазку, соленоид начнёт быстро клинить и в итоге выйдет из строя.

Основная задача автовладельца заключается в своевременной замене масла. И хотя многие автопроизводители утверждают о том, что трансмиссионная жидкость для их АКПП заливается на весь эксплуатационный срок, это не соответствует действительности.

Постепенно масло будет накапливать в себе частицы от изношенных деталей. Чем их больше, чем выше абразивные свойства у смазки. В результате жидкость, предназначенная для смазки и продления срока службы элементов АКПП, начинает воздействовать как наждачная бумага, постепенно разрушая конструкцию изнутри. Как и все остальные детали, страдают и сами соленоиды, поскольку они крайне требовательные к качеству и чистоте трансмиссионного масла.

Проверка и замена соленоидов

Некоторые автовладельцы сами хотят разобраться в том, как можно проверить соленоиды в АКПП на работоспособность. Тут нужно быть внимательным. В определённых случаях работу над устранением неисправностей лучше доверить специалистам.

Но для начала следует понять, что с соленоидом возникли проблемы, и там действительно требуется определённое вмешательства.

Есть несколько характерных признаков износа и поломки соленоидов в АКПП. Они проявляются в виде:

  • ударов;
  • толчков;
  • перехода АКПП в аварийный режим;
  • рывков при переключении передачи.

Как только вы заметили при управлении своим транспортным средством с коробкой автомат, что переключение скоростей осуществляется с толчками, это весомый аргумент для проверки блока соленоидов.

Если давление снизится и окажется недостаточным, работа АКПП может осуществляться всухую. Это значительно приблизит момент износа втулок. Параллельно появятся вибрации, способные нанести непоправимый урон автоматической трансмиссии, включая поломки, несовместимые с ремонтом. Только полная замена АКПП.

Чтобы проверить состояние соленоида, достаточно воспользоваться обычным омметром или мультиметром в соответствующем режиме. Выполняется проверка на сопротивление, для чего на контакт клапана следует подать напряжение, равное 12 В. Если с соленоидом всё хорошо, при подаче напряжения вы услышите характерный щелчок. Если реакции не происходит, он засорился или вышел из строя.

Поочерёдно проверив каждый из соленоидов, можно легко своими руками определить проблемный элемент, и далее заменить его, если невозможно восстановить работоспособность путём промывки.

Чтобы прочистить соленоид, можно воспользоваться сжатым воздухом. Воздух под давлением подаётся через соленоид. Если элемент пропустит воздух, то соленоид можно использовать повторно. Если же нет, тогда поможет только его замена.

Ремонту подлежат далеко не все компоненты масляной системы АКПП. Потому рекомендуется заранее узнать, какие соленоиды используются в автомобиле, и является ли их конструкция разборной. Подавляющее большинство современных соленоидов неразборные. Восстановление их работоспособности возможно только с помощью продувки или ультразвукового воздействия.

Если на вашей автоматической коробке переключения передач применяется разборная конструкция соленоида, то здесь замене подлежит сама обмотка. Деталь можно промыть в бензине или другом очистителе, затем просушить и собрать обратно. Если проверка на работоспособность восстановленной детали прошла успешно, она возвращается обратно в соленоидный блок.

Полностью заменить соленоид не сложно, когда проверка показала полный выход из строя. Для этого потребуется свериться с руководством по эксплуатации к своей машине, отыскать на АКПП соленоидный блок, снять его и извлечь неисправный компонент. Далее, будучи предельно аккуратным и внимательным, на откреплённом от автоматической коробки гидроблоке отключается от питания соленоид и убирается. На его место устанавливается аналогичный элемент, соответствует типу коробки передач. Обязательно следует использовать новую прокладку под соленоид. Обычно прокладка идёт в комплекте с деталью.

Если вы не хотите покупать новый соленоид, поскольку думаете восстановить старый, тут следует отталкиваться от конкретного типа детали. Более старые соленоиды легко проверяются на сопротивление, промываются и очищаются своими руками. Современные разработки стали деликатнее и нежнее, к ним требуется несколько иной подход. Оптимально в такой ситуации обратиться в сервисный центр, где проведут компьютерную диагностику. После проверки удастся считать код ошибки электронного блока. По коду мастера расшифровывают, что конкретно произошло с соленоидом, можно ли его восстановить или лучше поменять.

Соленоиды выполняют важную роль в работе автоматической коробки передач. Потому крайне необходимо внимательно относиться к работе АКПП, прислушиваться к процессу автоматического переключения скоростей, если появляются подозрения на неисправности.

Вышедший из строя соленоид имеет характерные признаки поломки и износа, что позволяет внимательному водителю вовремя обнаружить неисправность и принять соответствующие меры по их устранению. Оттягивать очистку или замену соленоида не стоит, поскольку игнорирование проблемы может привести к ещё более серьёзным негативным последствиям для вашего автомобиля и автоматической коробки переключения передач в частности.

admin

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Наверх