Фрикционы (фрикционные диски)

Детальное рассмотрение вопроса

Если немного углубится в принцип действия данного узла, все будет несколько интереснее. Тормозная система во время работы двигателя (движения автомобиля) накачивает воздух в баллоны, педаль тормоза при этом должна быть отпущена. Далее воздух под давлением устремляется к тормозному крану, а если к грузовику прикреплен прицеп, то от крана кислород по верхней секции переводится еще и в баллоны прицепа, образуя таким образом непрерывный контакт.

Как только водитель выжимает педаль тормоза, верхняя секция должны резко перекрыться, соответственно контактирование двух составляющих прерывается, и открывается тормозной кран. Далее, после открытия крана, воздух должен поступить пневматические камеры, и машина вместе с прицепом начинает торможение. Важный момент тут в том, что верхняя секция отвечает именно за приведение в работы тормозной системы прицепа.

За остановку тягача, в роли которого выступает сам грузовой автомобиль, отвечает нижняя секция тормозной системы. Действие тут происходит абсолютно аналогичное тому, что было описано в предыдущем абзаце, однако рассмотрим механизм действия еще более пристально.

После попадания воздуха в пневмокамеры, он начинает продавливать диафрагму. Она в свою очередь сжимает встроенную внутри пружину. Далее давление от воздушных толчков продавливает толкатель, и все усилие передается на рычаг разжимной кулачок. Затем, кулачок, а вернее установленный на нем валик, начинает поворачиваться и разводит тормозные колодки в стороны, таким образом, тормозная система заставляет машину останавливаться. Отпуская педаль тормоза, процесс оборачивается вспять, встроенные пружины возвращаются на свои места, а излишки воздуха уходят наружу.

Первая помощь АКПП при повреждении фрикционов

Когда владельцем машины были обнаружены перечисленные в прошлом разделе причины повреждения фрикционов, ему нужно предпринять такие меры:

1. Незамедлительно остановить транспортное средство.
2. Вызвать эвакуатор, так как дальнейшее движение машины в таком состоянии может привести к более дорогому ремонту.

Чтобы осуществить точное диагностирование авто эксперты рекомендуют доверить это дело работникам специализированных станций технического осмотра. Стоит отметить, что если машина ещё на гарантии, её нужно направить к официальному дилеру, где помогут устранить имеющиеся проблемы.

Подгоревшие и пришедшие в негодность фрикционы

Если водители имеет необходимые навыки, для ремонта автомобиля, допускается самостоятельное решение вопроса. Перед тем, как приступить к самостоятельной замене фрикционных дисков, нужно заняться очисткой помещения, чтобы предотвратить возможное попадание в элементы АКПП пыли, грязи. Для успешной работы лучше использовать качественный ремкомплект, который подойдёт конкретно под Ваше авто. Обычно такой набор состоит из дисков, прокладок, сальников, фильтров.

Этапы ремонта автоматической коробки передач следующие:

1. Выполняется слив масла. Это осуществимо с помощью сливного отверстия или шланга, отсоединяемого от радиатора.
2. Снимается коробка. Из-за её значительного веса рекомендуется применение трансмиссионного домкрата.
3. Осуществляется разбор АКПП.
4. Устанавливаются все элементы из набора.
5. Собирается и устанавливается коробка.

Такие действия не вызовут затруднений, главное придерживаться правильной последовательности. Ещё один важный момент: после сборки масло заливается немного больше максимального уровня, ориентируясь на специальную разметку, а после запускается авто и выполняется его обкатка.

Важно! Такой ремонт в домашних условиях должен проводиться только при 100% уверенности в своих силах, иначе неквалифицированные действия приводят к ещё более значительным проблемам

Принцип работы фрикционных дисков

Работа фрикционных дисков АКПП заключается в подаче крутящего момента на колеса транспортного средства. Каждый фрикцион установлен на солнечную шестерню. А последних здесь столько, сколько передач в АКПП.

Все солнечные шестерни собраны в одной конструкции. Одну такую конструкцию можно увидеть в четырехступенчатых или пятиступенчатых автоматах. В шестиступенчатых же может быть установлено два планетарных механизма, каждый из которых имеет по три передачи.

Принцип работы фрикционных дисков заключается в следующей процедуре:

1. Пока транспортное средство стоит, фрикционы разжаты и свободно вращаются.
2. При включении первой передачи, масло попадает из гидроблока по специальным каналам на диск и создает давление на него.
3. Диски с зубьями прижимаются друг к другу.
4. Барабан, в котором происходит процесс, передает 100 процентов крутящего момента на шестерню.

Читать

Причины если буксует АКПП при переключении

Запускается тот пакет с дисками, который отвечает за первую передачу. Вторая, третья и четвертая передача запускает соответствующие этому числу пакеты.

Устройство фрикционных дисков АКПП и принцип работы

Прежде всего, бывает два вида фрикционов:

• металлические диски с фрикционной накладкой, которые находятся в зацеплении с корпусом автоматической коробки. Такие фрикционы неподвижны.
• мягкие фрикционы, вращающиеся одновременно с солнечными шестернями. Такие фрикционы изготовлены из мягкого материала (например, прессованный картон) и имеют упрочняющее напыление (графитовое и т.д.)

Более современные типы АКПП получили доработанные фрикционные диски с наладками, в результате чего увеличен ресурс фрикционов, улучшено теплоотведение и т.д. Набирают фрикционные диски так называемыми «пакетами» (пакет фрикционов), когда один диск из металла, а другой из мягкого материала. Указанные пары дублируются по нескольку раз, чтобы образовать готовый пакет. Например, простой 4-х ступенчатый автомат имеет 2 или 3 набора фрикционов.

Однако в момент включения передачи трансмиссионная жидкость ATF под давлением проходит по каналам гидроблока, в результате чего диски сжимаются (фрикционы плотно прижаты друг к другу). В результате подключается нужная шестерня, при этом остальные шестерни в АКПП останавливаются.

Повреждения фрикционов

Наиболее частые повреждения мягких дисков фрикционного механизма проявляется в их подгорании при включении передачи. Если все детали и механизмы АКПП находятся в исправном состоянии, то возможные негативные последствия такого износа начнут проявляться только после пробега автомобиля более 300 000 км. В том случае, когда автомобиль эксплуатируется с нарушениями элементарных требований к использованию транспортного средства оборудованного автоматической коробкой, данные элементы АКПП могут преждевременно сгорать, что сделает невозможным включение определённой передачи.

Также привести к преждевременному выходу из строя фрикционных дисков могут:

• Применение некачественных масел для АКПП;
• Чрезмерное загрязнение масляного фильтра;
• Недостаточный уровень масла в АКПП.

Несвоевременная замена масла в АКПП, всегда приводит к чрезмерному износу трущихся поверхностей фрикционов. В то же время, если масло в коробке передач было заменено в соответствии с требованиями технического обслуживания автомобиля, но при этом применялось некачественная смазка, то фрикционный механизм АКПП выйдет из строя задолго до обозначенных сроков капитального ремонта данного узла. Масляный фильтр забивается вследствие загрязнения масла в процессе эксплуатации, поэтому первую замену масла в автоматической коробке передач необходимо произвести точно в срок или немного ранее.

Необходимо следить не только за качеством смазки для коробки передач, но и за его количеством, которое не должно опускаться ниже определённого предела. Во время эксплуатации автомобиля уровень масла в коробке передач практически не изменяется, но только при условии абсолютной герметичности масляных магистралей и резервуаров. Разгерметизация наиболее часто встречается, когда АКПП ремонтировалась гаражными мастерами и гайки крепления поддона были затянуты недостаточного хорошо. Также утечка масла может произойти вследствие повреждений прокладок, между картером коробки и поддоном. В этом случае производится замена повреждённых прокладок, а в случае образования трещин в металлических поверхностях поддона или картера производится полная замена данных деталей на новые.

К сожалению, предупредить возникновение неисправностей, которые могут повлечь за собой подгорание фрикционных дисков, не всегда представляется возможным, поэтому следует знать, какие действия необходимо предпринять при возникновении неисправности АКПП.

Устройство фрикционов АКПП

Опытным автовладельца хорошо знакома механическая коробка передач. Роль сцепления в ней выполняет корзина и диски. В АКПП эту же роль выполняют фрикционные диски, установленные в планетарный редуктор.

На каждом планетарном редукторе находится пакет фрикционов. Фрикционы бывают двух типов:

• бумажные. Они состоят из бумаги. Устанавливались на старые автоматы. Сейчас почти не используются;
• стальные. Это полностью стальной диск. На автоматах прошлого века стальной и бумажный диски шли вместе.

Такие фрикционы постоянно горели и выходили из строя. Ближе к началу двадцать первого века производитель заменил эти диски на цельные. Теперь с одной стороны фрикцион имел стальную поверхность, а с другой накладывалась бумажная прокладка. Такие диски назывались двусторонними. Односторонними называются те, которые состоят полностью из стали.

В наше время и последние бумага на фрикционах почти не используется. Теперь ее заменили на графитовое напыление. Графит сам по себе термоустойчивый материал. Поэтому он защищает фрикционы от перегрева и разрушения.

Читать

АКПП сбрасывает и не переключает передачи: причины и диагностика

Графитовое напыление используется на мягких или двухсторонних фрикционных дисках. Затем идет стальной. Таким образом диски набираются по несколько чередующихся элементов. На языке механиков это называется пакет.

Двусторонние фрикционы различаются по наружному диаметру и количеству зубьев. Они находятся в постоянном движении. У стальных — размер определяется по внутреннему диаметру.

Фрикционы способствуют изменению передачи АКПП. Как это происходит вы узнаете из следующего блока.

Причины выхода из строя фрикционов

По мнению автоэкспертов, уже через 100-150 км. автовладелец начнет замечать неисправности в работе фрикционов. На это может указывать задержка, резкие рывки, что наблюдается во время переключения АКПП. Чтобы диагностировать фрикционный износ нужно залазить в коробку передач, что вызывает некие сложности.

Среди основных причин нарушения работы фрикционов выделяют следующие:

• Загрязнённое масло. Обычно производители рекомендуют осуществлять замену своего масла каждые 60 тыс. км. пробега. После этого около 50% свойств масла теряются, и тогда оно начинает пригорать, в нём появляется загрязнения, что в результате затрудняет прохождение масла по каналам гидроблока и насоса. А из-за падения давления диски начинают гореть, вот почему в данной поломке водитель чувствует запах горелого. При игнорировании смены масла, у машины на 80-100 тыс. км. пробега возникают такие проблемы.
• Недостаточный масляной уровень или загрязнён масляной фильтр. Это приводит к таким же проблемам, как при предыдущей причине.
• Вода попала в масло. При данной ситуации наблюдается быстрое разрушение мягких фрикционных накладок, речь идёт о тех, которые изготовлены из прессованной бумаги. К примеру, такая проблема может быть у утопленных автомобилей.
• Забился радиатор. Нарушается циркуляция масла, которое приобретает густую консистенцию. Результатом проблемы станет полный отказ АКПП.

Также список можно дополнить длительной пробуксовкой, динамической ездой и т. д.

Фрикционы в нормальном состоянии

Основные признаки неисправности фрикционов

В процессе эксплуатации автомобиля часто возникают тревожные симптомы, по которым определяются дефекты отдельных узлов и деталей. При поломке и износе фрикционных дисков появляются следующие признаки:

1. Трансмиссионное масло приобретает темный оттенок и характерный запах гари.
2. Снижение уровня смазочного материала в картере АКПП (ниже минимальной отметки на замерном щупе или контрольной пробке).
3. Машина продолжает движение при переводе селектора АКПП в нейтральный режим N.
4. Затруднения при переключении передач.
5. Отказ режима заднего хода.
6. При переходе на другую скорость машина дергается и пинается.
7. Возникновение характерного металлического шума на холостых оборотах.
8. Автомобиль движется только при непрогретом масле в АКПП, пока оно густое и вязкое (на холодную). Горячее масло обладает меньшей вязкостью, толкатель не может полноценно сжать изношенные диски.

При возникновении одного или нескольких симптомов рекомендуется проверить работу механизма сцепления. В современных автомобилях проверка фрикционов осуществляется при подключении к бортовому компьютеру через специальные диагностические разъемы.

Сферы применения

Применение фрикционных передач для больших мощностей ограничено из-за высоких нагрузок на валы и присутствия скольжения между телами вращения. В этом случае катки изнашиваются быстрее, что приводит к их частичной или полной поломке. Фрикционные устройства не используются в механизмах, где не допускается большое количество ошибок в углах поворота фрикционных звеньев. В противном случае повышается количество недопустимых углов передач, приводя к появлению скольжений в зоне соприкосновения рабочих тел вращения.

В промышленности фрикционные передачи используются при изготовлении кузнечно-штамповочных машин и прессового оборудования, транспортировочных устройств, тяговых приборов с приводом и станков для обработки заготовок из металла. В машиностроительных отраслях чаще всего используются фрикционные радиаторы, объединенные с двигателями внутреннего сгорания или электронными моторами. Они позволяют бесступенчато регулировать скорость передачи силовых усилий между трансмиссией и приводом автомобиля или другого транспортного средства.

Передачи с неизменным передаточным числом применяются при производстве винтообразных прессов. В отраслях по изготовлению текстиля они используются в центрифугах для равномерного разгона и в силовых приводах для натягивания волокна и нитей. В деревообрабатывающем секторе фрикционные устройства регулируют мощность обрабатывающих устройств, учитывая породу дерева и структуру заготовки.

Устройство и основные компоненты

Многодисковая фрикционная муфта конструктивно представляет собой пакет из стальных и фрикционных дисков, которые чередуются между собой. Их количество напрямую зависит от того, какой крутящий момент необходимо передавать между валами.

Принцип работы многодисковой муфты

Итак, в муфте присутствует два вида дисков – стальные и фрикционные. В чем же их различие? Все дело в том, что второй вид дисков имеет специальное покрытие, называемое «фрикционным». Оно изготовлено из материалов, которые имеют повышенный коэффициент трения: керамика, углеродные композиты, кевларовые нити и проч.

Чаще всего фрикционные диски – это стальные диски с фрикционным слоем. Однако, их основой не всегда выступает сталь, иногда эти части муфты изготавливают из прочной пластмассы. Диски крепятся к ступице ведущего вала.

Обычные стальные диски без фрикционных покрытий фиксируются в барабане, связанном с ведомым валом.

Также в конструкцию муфты входят поршень и возвратная пружина. Под действием давления жидкости поршень давит на пакет дисков, за счет чего и возникает сила трения между ними, а также передается крутящий момент. После того, как давление сбрасывается, пружина возвращает поршень обратно, и муфта выключается.

Различают два типа многодисковой муфты: сухая и мокрая. Второй тип устройств частично заполнен маслом.  Смазочный материал необходим для:

• более эффективного отвода тепла;
• смазывания деталей муфты.

Мокрая многодисковая муфта имеет один недочет – у нее отмечается низкий коэффициент трения. Данный недостаток производители компенсируют с помощью увеличения давления на диски, а также благодаря использованию новейших фрикционных материалов.

Типы фрикционных муфт

По форме поверхностей, подвергаемых трению, данные изделия можно разделить на дисковые (в том числе многодисковые), конусные и цилиндрические. Первые из них наиболее популярны, так как обеспечивают наибольшую площадь фрикционной поверхности.

В зависимости от величины передаваемого крутящего момента изготавливают сухие и масляные муфты. Последние используются чтобы продлить срок службы фрикционного материала в условиях больших нагрузок. Недостатком масляных муфт является сложная конструкция.

Также фрикционные муфты могут различаться между собой по типу силовых цилиндров, которые обеспечивают разъединение пластин. Пневматические и гидравлические конструкции обеспечивают быструю работу устройства и используются в системах с большим передаваемым моментом. Электромагнитные фрикционные муфты больше подходят для устройств с постепенной работой, например, для прессов с усилием до 100 Кн. Также в зависимости от типа цилиндра муфта может иметь различный тип управления: непосредственный, работающий от усилий человека, находящегося за рабочим прибором или дистанционный, осуществляющийся на расстоянии.

Принцип работы фрикционов в акпп

По своей конструкции фрикционы представляют собой тонкие подвижные и неподвижные металлические кольца, которые устанавливаются на планетарные редукторы. В тот момент, когда передача не включена, диски вращаются относительно друг друга в специальной смазке. При включении передачи специальный гидравлический толкатель зажимает фрикционные диски, после чего планетарный редуктор приходит в движение и передает крутящий момент от двигателя на привод. Во время поездки диски могут совершать десятки и сотни тысяч оборотов

Именно поэтому крайне важно обеспечить качественную смазку трансмиссии, что и позволит продлить срок эксплуатации фрикционов. К характеристикам фрикционных дисков можно отнести их способность выдерживать максимально высокие нагрузки. Для этого их изготавливают из специальных сверхпрочных сплавов, что и позволяет защитить их от износа и сгорания

Сгорать фрикционы  могут при длительном воздействии высоких температур. Происходит подобное при проблемах с отводом тепла и недостатком масла. Именно поэтому вам необходимо пристально следить за системой смазки коробки передач, что и позволит продлить срок службы этого агрегата

Для этого их изготавливают из специальных сверхпрочных сплавов, что и позволяет защитить их от износа и сгорания. Сгорать фрикционы  могут при длительном воздействии высоких температур. Происходит подобное при проблемах с отводом тепла и недостатком масла. Именно поэтому вам необходимо пристально следить за системой смазки коробки передач, что и позволит продлить срок службы этого агрегата.

Как избежать перегрева фрикционов и выхода из строя коробки передач?

Типы фрикционов акпп

В зависимости от вида автоматической коробки передач используется фрикционы различных типов. Это могут быть одно или же двухсторонние фрикционы. В автоматических коробках старого типа использовались односторонние диски, которые с одной стороны имели стальную поверхность, а с другой специальную накладку. В настоящее время наибольшую популярность получили двусторонние фрикционы, которые изготавливаются из сверхпрочных металлических сплавов. Накладки фрикционов впитывают масло и позволяют эффективно отводить тепло от нагревающихся в процессе работы движущихся дисков. Изготавливаются накладки из различных материалов.

Существуют одно и двухсторонние типы

Наибольшей популярностью сегодня пользуется графитовое волокно, которое позволяет длительное время сохранять свои рабочие характеристики. Накладки из графитового волокна способны эффективно поглощать тепло и не пригорают даже при экстремальных температурных воздействиях. Использование кевларовых или графитовых накладок позволяет значительно продлить срок эксплуатации фрикционных дисков. Приобрести такие накладки вы можете отдельно, и впоследствии установить их на диски. Изготавливаются накладки для фрикционов в различных типоразмерах, что позволяет с легкостью подобрать их под конкретную коробку передач.

Расположение

Диагностика и проблемы

В тоже время необходимо отметить, что к пробегу в 100 – 150 тысяч километров на любой автоматической коробке передач уже появиться первые проблемы с фрикционными дисками. Проявляется подобное в задержках или резких рывках при переключении передач. Сложность диагностики состоит в том, что механический износ фрикционов сложно определить, не вскрывая коробку передач. Мастеру для точного определения проблемы с фрикционами необходимо провести вскрытие коробки передач. Выполняется демонтаж трансмиссии, после чего она вскрывается и производится осмотр состояния фрикционных дисков. В том случае, если имеется существенный износ этого элемента, производится его замена. Сами фрикционные диски акпп различаются в зависимости от вида трансмиссии.

Как определить неисправность АКПП?

Так выглядят изношенные диски

Проблемы с лентой АКПП и их симптомы

В блоке фиксации планетарного механизма могут возникать различные неисправности, ведущие к нештатному поведению авто и поломке всей коробки:

• износ фрикционного слоя ленты. Планетарный узел при этом блокируется не полностью, при переключении водитель ощущает «пинок» коробки. Кроме того, из АКПП может доноситься скрежет;
• повреждение манжет поршня (обрыв, физический износ). Лента полностью утрачивает блокирующую способность, и коробка дает рывки при каждой смене передаточного числа;
• поломка штока поршня из-за механического повреждения. Поршень распадается на обломки, которые попадают в трансмиссионную жидкость и другие узлы АКПП. Масло загрязняется металлическими частицами, которые действуют на другие части коробки как агрессивный абразив, а крупные обломки могут сами по себе повредить или заклинить части АКПП. Даже недолгая поездка на такой коробке способно надолго вывести ее из строя, что приведет к дорогому капремонту АКПП или не менее дорогостоящей замене таковой.

Изредка встречаются случаи, когда лента «подклинивает» подвижные элементы коробки. Проявляется это, если открывающая полость сервопривода загрязнена, или пружина изношена. Характерный признак проблемы – автомобиль отказывается начинать движение, или, например, не отрабатывает задняя передача.

Устройство фрикционных дисков АКПП и принцип работы

Прежде всего, бывает два вида фрикционов:

• металлические диски с фрикционной накладкой, которые находятся в зацеплении с корпусом автоматической коробки. Такие фрикционы неподвижны.
• мягкие фрикционы, вращающиеся одновременно с солнечными шестернями. Такие фрикционы изготовлены из мягкого материала (например, прессованный картон) и имеют упрочняющее напыление (графитовое и т.д.)

Различные АКПП могут иметь разные типы фрикционов. Например, в автоматических коробках, произведенных в 20-м веке и которые сегодня устарели, фрикционные диски односторонние, без накладок. Фактически это означает, что диска два, причем один стальной, а другой картонный.

Более современные типы АКПП получили доработанные фрикционные диски с наладками, в результате чего увеличен ресурс фрикционов, улучшено теплоотведение и т. д. Набирают фрикционные диски так называемыми «пакетами» (пакет фрикционов), когда один диск из металла, а другой из мягкого материала.

Указанные пары дублируются по нескольку раз, чтобы образовать готовый пакет. Например, простой 4-х ступенчатый автомат имеет 2 или 3 набора фрикционов.

Если говорить о принципах работы, нужно понимать, что в устройстве АКПП применяется так называемая планетарная передача. Итак, в двух словах, когда передача выключена, фрикционные диски вращаются без ограничений, то есть они не зажаты по причине отсутствия давления масла.

Однако в момент включения передачи трансмиссионная жидкость ATF под давлением проходит по каналам гидроблока, в результате чего диски сжимаются (фрикционы плотно прижаты друг к другу). В результате подключается нужная шестерня, при этом остальные шестерни в АКПП останавливаются.