Комплектующие детали АКПП Ауди ZF 6HP19/ZF 6HP21 (09L)

_____________________________________________________________________________

Комплектующие детали АКПП Ауди ZF 6HP19/ZF 6HP21 (09L)

Техническая характеристика АКПП Ауди ZF 6HP19 / ZF 6HP21

Обозначение модели - 09L

Заводское обозначение - ZF 6HP19

Тип КПП - 6-ступенчатая коробка-автомат Ауди А4, А3, Ауди А6, БМВ Х3, БМВ Х6, Форд Эксплорер с планетарным редуктором, электрогидравлическим управлением и с блокируемым по проскальзыванию гидродинамическим трансформатором.

Полный привод со встроенным межосевым дифференциалом типа Torsen и расположенным перед гидротрансформатором передним дифференциалом.

Система управления автоматической коробки передач ZF 6HP19 / ZF 6HP21 Ауди - Мехатроник (Объединение в одном блоке гидравлических и электронных компонентов управления).

Динамический выбор программ переключения с отдельной спортивной программой в позиции селектора "S" и с системой переключения передач от руки tiptronic.

Максимальный крутящий - до 650 Нм;

Момент и мощность на входе - 320 кВт при 5800 об/мин

Гидротрансформатор автоматической коробки передач ZF 6HP19 / ZF 6HP21 - Гидродинамический трансформатор с регулируемой блокирующей муфтой (2WK обозначает муфту блокировки с двумя) фрикционными поверхностями. W 280 S - 2WK (для 650 Нм) / W 260 S - 2WK (для 440 Нм)

Коэффициент полезного действия АКПП Ауди А4, А3, Ауди А6, БМВ Х3, БМВ Х6, Форд Эксплорер был повышен в результате оптимизации конструкции ряда ее деталей и внедрения следующих технических решений:

– Уменьшенное до пяти число механизмов включения привело к снижению потерь на трение в разомкнутых муфтах.

– Новое трансмиссионное масло с пониженной вязкостью в диапазоне низких температур также позволяет снизить потери на трение.

– Улучшенная конструкция масляного насоса с внутренним зацеплением шестерен позволила уменьшить его производительность при сниженных утечках.

– Утечки рабочей жидкости были снижены также в результате оптимизации гидравлической системы управления.

– Совершенствование геометрии зубчатых передач привело к повышению КПД в зацеплении до значений, превышающих 99%.

– Увеличение мощности, теряемой при проскальзывании блокирующей муфты гидротрансформатора, позволило расширить рабочий диапазон АКПП Audi ZF 6HP19 / ZF 6HP21 (09L).

– Функция "Стояночное отключение" обеспечивает снижение мощности двигателя при неподвижном автомобиле и включенной передаче в результате разрыва потока мощности (между гидротрансформатором и редуктором).

Помимо снижения топлива уменьшается потребность в давлении на педаль тормоза и таким образом повышается комфортность управления автомобилем.

Особенностью коробки-автомат Ауди А4, А3, Ауди А6, БМВ Х3, БМВ Х6, Форд Эксплорер модели 09E является расположение переднего дифференциала (фланцевого вала) перед гидротрансформатором.

При этом расстояние от оси фланцевого вала до фланца двигателя был уменьшен до 61 мм (у модели 01L он был равен 164 мм).

Гидротрансформатор соединяется с ведущим диском двигателя посредством тонкостенного переходника, благодаря которому удалось сдвинуть его назад и освободить, таким образом, место для размещения переднего дифференциала с фланцевым валом.

Это удачное решение позволило дополнительно приблизить весь силовой агрегат к середине автомобиля.

В результате достигнуто более равномерное распределение нагрузки по осям автомобиля, которое способствует повышению его управляемости и устойчивости.

Чтобы это достижение максимально использовать на автомобилях с различными двигателями, между двигателем и коробкой передач устанавливаются промежуточные кольца различной толщины, позволяющие размещать каждый двигатель в соответствии с его параметрами.

K новым техническим решениям относится также встроенная в корпус автоматической коробки передач Audi A4, A3, Audi A6, BMW X3, BMW X6, Ford Explorer система управления Мехатроник.

Система Mechatronic объединяет в одном блоке управляющий гидрораспределитель, датчики, исполнительные устройства и электронный блок управления.

Обмен данными системы Мехатроник с другими системами автомобиля осуществляется через шину CAN силового агрегата.

Благодаря этому сокращено число контактов в разъеме (до 13), что положительно сказывается на надежности системы.

Гидротрансформатор АКПП Ауди А4, А3, Ауди А6, БМВ Х3, БМВ Х6, Форд Эксплорер

Муфта блокировки гидротрансформатора автоматической коробки передач ZF 6HP19 / ZF 6HP21

Гидротрансформатор работает по принципу гидродинамической передачи. Передача крутящего момента возможна только при наличии разности частот вращения насосного и турбинного колес. Эту разность называют проскальзыванием гидротрансформатора.

Проскальзывание приводит к снижению его КПД. Муфта блокировки гидротрансформатора автоматической коробки передач Ауди А4, А3, Ауди А6, БМВ Х3, БМВ Х6, Форд Эксплорер устраняет проскальзывание его колес и тем самым способствует снижению расхода топлива.

Поэтому гидротрансформаторы уже давно оснащаются такими муфтами. Замыкание и размыкание муфты производится плавно, чтобы обеспечить высокую комфортность автомобиля.

Различают три принципиально отличающиеся состояния муфты: муфта разомкнута, муфта находится в состоянии регулируемого замыкания, муфта замкнута.

Ранее не допускалась передача через муфту сколь либо значительных мощностей.

Поэтому она замыкалась преимущественно на высших передачах, а регулируемое замыкание допускалось только при передаче небольших крутящих моментов.

АКПП Audi ZF 6HP19 / ZF 6HP21 (09L) оснащена муфтой, допускающей относительно большие потери мощности.

Благодаря этому был существенно расширен рабочий диапазон муфты, что способствует повышению общего КПД трансмиссии.

Новая муфта может быть замкнута на всех передачах, может быть замкнута при передаче любых крутящих моментов, действует при температурах жидкости ATF начиная с 40°C.

Чтобы обеспечить длительную передачу больших крутящих моментов, в муфте были предусмотрены две фрикционные накладки.

Фрикционные накладки закреплены на отдельном промежуточном диске с обеих его сторон. В результате передача момента осуществляется через две поверхности трения.

Диск с накладками установлен между корпусом гидротрансформатора и нажимным диском муфты. Диски сжимаются внешними силами.

Промежуточный диск жестко соединен с турбинным колесом. При замыкании муфты коробки-автомат Ауди А4, А3, Ауди А6, БМВ Х3, БМВ Х6, Форд Эксплорер крутящий момент передается на промежуточный диск с двух сторон и далее на турбинное колесо.

Согласно закону физики удвоение числа поверхностей трения позволяет передавать через них вдвое большие силы.

Чтобы обеспечить длительную работу муфты под нагрузкой и повысить срок ее службы, была разработана новая рабочая жидкость ATF G 055 005 A2, которая полностью удовлетворяет повышенным требованиям.

Параметры гидротрансформатора автоматической коробки передач ZF 6HP19 / ZF 6HP21 были согласованы с передаваемой мощностью и характеристиками двигателя.

При рекламациях и замене гидротрансформатора следует обращать внимание на соответствие его параметров параметрам двигателя.

Отличительные параметры гидротрансформатора выводятся в блоке данных измерений 08 при проведении сеанса самодиагностики.

При монтаже гидротрансформатора следует обратить особое внимание на сопряжение шлиц ступицы с поводками насоса рабочей жидкости.

Гидротрансформатор опирается на износоустойчивый роликовый подшипник, расположенный в корпусе насоса. Эта конструкция надежно работает при тяжелых условиях эксплуатации, особенно при недостаточной смазке (например, при холодном пуске).

Режимы работы гидротрансформатора коробки-автомат Audi A4, A3, Audi A6, BMW X3, BMW X6, Ford Explorer

Увеличение передаваемого через гидротрансформатор АКПП Ауди А4, А3, Ауди А6, БМВ Х3, БМВ Х6, Форд Эксплорер крутящего момента используется не только при трогании с места, но и может заменить переключение передач при работе двигателя на частичных режимах.

Например, при разгоне с промежуточными положениями педали акселератора вместо переключения на низшую передачу производится размыкание муфты гидротрансформатора.

В результате происходит аналогичное повышение частоты вращения вала двигателя. Разность частот вращения насосного и турбинного колес приводит к повышению передаваемого через гидротрансформатор крутящего момента, которое практически равнозначно переходу на другую передачу.

С другой стороны повышение частоты вращения вала двигателя приводит к повышению отдаваемой им мощности.

Этой стратегии использования гидротрансформатора автоматической коробки передач Audi A4, A3, Audi A6, BMW X3, BMW X6, Ford Explorer следует отдать предпочтение перед переключением передач, так как гидротрансформатор демпфирует колебания в трансмиссии, а процесс его блокировки посредством муфты относительно просто регулируется.

Поэтому комфортность работы АКПП Ауди ZF 6HP19 / ZF 6HP21 при переключении посредством гидротрансформатора существенно выше, чем при переключении передач.

Дополнительно к шести передачам в редукторе работающий с разомкнутой муфтой блокировки гидротрансформатор создает промежуточные передаточные отношения.

В результате динамика автомобиля приближается к уровню, характерному для бесступенчатых трансмиссий.

Подача рабочей жидкости в гидротрансформатор АКПП Audi ZF 6HP19 / ZF 6HP21 (09L)

Циркулирующая через гидротрансформатор рабочая жидкость ATF постоянно подается к нему через отдельную магистраль с гидравлическими элементами управления.

При этом от жидкости отводится тепло (выделяемое при гидродинамической передаче крутящего момента и в результате трения в муфте блокировки).

Управление муфтой блокировки АКПП Ауди ZF 6HP19 / ZF 6HP21 производится посредством электрогидравлических распределителей, которые изменяют направление течения рабочей жидкости и ее давление на ту или иную сторону нажимного диска муфты.

При регулировании процессов блокировки муфтой коробки-автомат Ауди А4, А3, Ауди А6, БМВ Х3, БМВ Х6, Форд Эксплорер учитываются следующие параметры:

– частота вращения вала двигателя,

– отдаваемый двигателем крутящий момент,

– частота вращения турбинного колеса,

– включенная передача,

– частота вращения выходного вала,

– температура жидкости ATF.

По величине этих параметров блок управления коробки-автомат Audi A4, A3, Audi A6, BMW X3, BMW X6, Ford Explorer определяет текущее состояние муфты блокировки и соответственно ему регулирует ток управления, протекающий через электромагнитный регулятор давления N371.

Регулятор N371 изменяет давление жидкости в управляющей магистрали в соответствии с протекающим через его обмотку током.

Передаваемое через управляющую магистраль давление жидкости действует на золотниковые клапаны, которые управляют направлением подачи и давлением рабочей жидкости, поступающей в муфту блокировки АКПП Ауди ZF 6HP19 / ZF 6HP21.

Принцип действия муфты блокировки автоматической коробки передач Ауди А4, А3, Ауди А6, БМВ Х3, БМВ Х6, Форд Эксплорер

Муфта блокировки разомкнута

При разомкнутой муфте коробки-автомат Audi A4, A3, Audi A6, BMW X3, BMW X6, Ford Explorer на обе стороны ее нажимного диска действует одинаковое давление.

При этом жидкость перетекает из полости под нажимным диском в полость турбинного колеса вдоль поверхностей трения промежуточного диска.

Нагретая жидкость ATF направляется через распределительный клапан к охладителю, в котором от нее отводится тепло.

Эта конструкция обеспечивает достаточное охлаждение деталей и жидкости ATF как при работе гидротрансформатора, так и при неполном замыкании муфты.

Муфта блокировки замкнута частично или полностью

Замыкание муфты блокировки гидротрансформатора АКПП Ауди ZF 6HP19 / ZF 6HP21 производится в результате изменения направления подачи жидкости ATF распределителем и изменения ее давления регулятором.

При этом давление в полости под нажимным диском снижается. Нажимной диск перемещается под давлением жидкости со стороны турбинного колеса, в результате чего муфта замыкается.

Передаваемый муфтой блокировки коробки-автомат Audi A4, A3, Audi A6, BMW X3, BMW X6, Ford Explorer крутящий момент изменяется в зависимости от положения распределителя и регулятора давления в системе ее управления:

– слабому току управления электромагнитом N371 соответствует небольшой момент, передаваемый муфтой,

– сильному току управления электромагнитом N371 соответствует большой момент.

При частичном замыкании муфты достаточно эффективно гасятся крутильные колебания двигателя, благодаря чему отпадает необходимость в применении специальных демпферов, работающих на скручивание.

Функция защиты муфты блокировки коробки-автомат ZF 6HP19 / ZF 6HP21 при неисправности:

При превышении определенного управляющего давления (или соответствующего ему току управления) производится проверка разности частот вращения насосного и турбинного колес с учетом записанных в памяти характеристик.

Если эта разность имеет место, неисправность фиксируется в памяти системы, а замыкание муфты в дальнейшем исключается.

Насос рабочей жидкости ATF автоматической коробки передач Ауди А4, А3, Ауди А6, БМВ Х3, БМВ Х6, Форд Эксплорер

Одним из наиболее важных узлов автоматической коробки передач Audi A4, A3, Audi A6, BMW X3, BMW X6, Ford Explorer является насос рабочей жидкости. Без достаточной смазки механизмы работать не могут.

Это насос с внутренним зацеплением шестерен и серповидным разделителем.

Оптимизация подачи рабочей жидкости и последовательное снижение ее утечек в системе управления и в самой автоматической коробке передач Ауди А4, А3, Ауди А6, БМВ Х3, БМВ Х6, Форд Эксплорер позволили снизить производительность насоса.

Дополнительным мероприятием в этом направлении было снижение утечек внутри самого насоса.

Насос рабочей жидкости приводится от двигателя через корпус гидротрансформатора и его ступицу.

Гидротрансформатор опирается на износостойкий роликовый подшипник, расположенный в корпусе насоса.

Насос всасывает жидкость ATF через фильтр и подает ее в гидроблок управления коробки-автомат Audi A4, A3, Audi A6, BMW X3, BMW X6, Ford Explorer. В этом блоке она проходит через клапан регулятора системного давления.

Избыточная жидкость ATF отводится во всасывающий канал насоса, причем ее энергия используется для создания определенного подпора.

При этом не только повышается КПД насоса, но и снижается шум, вызываемый кавитацией.

Охладитель рабочей жидкости коробки-автомат ZF 6HP19 / ZF 6HP21

В качестве охладителя жидкости ATF используется жидкостно-масляный теплообменник, который закреплен непосредственно на коробке передач и подключен к системе охлаждения двигателя.

Непосредственная установка охладителя жидкости ATF облегчает его согласование по теплоотдаче.

Отсутствие внешних соединительных трубопроводов для жидкости ATF существенно снижает возможности возникновения течей. Замкнутый гидравлический контур облегчает заливку рабочей жидкости и контроль ее уровня.

При этом отпадает необходимость в монтаже и демонтаже трубопроводов для ATF при проведении работ с автоматической коробкой передач Audi A4, A3, Audi A6, BMW X3, BMW X6, Ford Explorer. Опасность попадания загрязнений в КПП снижена до минимума.

Охладитель жидкости ATF входит в объем поставки КПП. Поэтому отпадает необходимость в проводимой ранее при замене коробки-автомат ZF 6HP19 / ZF 6HP21 очистке охладителя и трубопроводов от продуктов износа.

Клапан отключения охладителя рабочей жидкости ATF

Чтобы ускорить прогрев двигателя после холодного пуска, применяют запорный электромагнитный клапан N82.

Клапан N82 представляет собою приводимый от электродвигателя золотник, который поворачивается под контролем блока управления АКПП Ауди А4, А3, Ауди А6, БМВ Х3, БМВ Х6, Форд Эксплорер J217 в зависимости от температуры жидкости ATF.

При температурах ниже 80°C клапан перекрывает поток охлаждающей жидкости от двигателя к охладителю жидкости ATF.

При этом выделяемое двигателем тепло не передается жидкости ATF, и он быстрее прогревается. Помимо ускорения прогрева двигателя клапан N82 позволяет увеличить подвод тепла в отопитель салона в период после холодного пуска.

Конструкция и принцип действия клапана отключения охладителя рабочей жидкости ATF

Питание клапана N82 производится от клемм 15 и 31. Управление работой его электродвигателя осуществляется посредством распределителя со скользящими контактами и малогабаритной кулисы с встроенным электронным переключателем. Электродвигатель связан с золотником клапана через редуктор.

В исходном положении (при подаче напряжения, но разомкнутой цепи питания) золотник находится в открытом положении.

При замыкании управляющего входа клапана N82 (контакт 3) на "массу" электродвигатель поворачивает золотник на 90° в закрытое положение (при этом он управляется посредством скользящих контактов и электронного переключателя).

При разрыве связи с "массой" электродвигатель поворачивает золотник на следующие 90° и устанавливает его вновь в открытое положение. Золотник поворачивается каждый раз на 90° в одном направлении.

При обрыве провода управления клапан остается открытым. При такой неисправности охлаждение жидкости ATF полностью обеспечивается. При коротком замыкании на "массу" клапан закрыт. При этом жидкость ATF не охлаждается, в результате чего неизбежен перегрев КПП.

Системы смазки автоматической коробки передач Audi A4, A3, Audi A6, BMW X3, BMW X6, Ford Explorer

В коробке-автомат ZF 6HP19 / ZF 6HP21 предусмотрены три системы смазки. Системы смазки переднего дифференциала и раздаточной коробки отделены от контура циркуляции рабочей жидкости сдвоенными уплотнительными манжетами.

При нарушении плотности этих манжет масло сливается наружу через дренажные отверстия. Благодаря этой конструкции предотвращается смешивание масел и рабочей жидкости, циркулирующих в различных контурах.

Чтобы обеспечить легкое переключение передач и высокую надежность механизмов АКПП Ауди А4, А3, Ауди А6, БМВ Х3, БМВ Х6, Форд Эксплорер, рабочая жидкость ATF должна удовлетворять очень высоким требованиям.

Жидкость ATF оказывает решающее влияние на величину коэффициента трения фрикционных элементов муфт и тормозов.

Коэффициент трения определяется не только свойствами материала фрикционных накладок и взаимодействующих с ними деталей, но и зависит от следующих факторов:

– качества трансмиссионного масла (исходных характеристик, степени старения и деструктуризации),

– температуры трансмиссионного масла,

– температуры муфт включения,

– проскальзывания муфт.

Влияние жидкости ATF на коэффициент трения фрикционных элементов муфт и тормозов учитывается при разработке и доводке конструкции КПП.

Поэтому понятно, что для автоматической коробки передач ZF 6HP19 / ZF 6HP21 была создана специальная усовершенствованная жидкость ATF.

Предпосылкой безупречной работы трансмиссии является применение предписанной для нее жидкости ATF. Разрешенные для применения масла и жидкости рассчитаны на весь срок службы КПП (одноразовая заправка).

_____________________________________________________________________________

Общее устройство АКПП

_____________________________________________________________________________

CVT вариатор Ауди

Коробка автомат Toyota

_____________________________________________________________________________

АКПП Mazda/Mitsubishi

Коробка автомат ZF

Двигатели Mitsubishi

Двигатели Toyota

Двигатели ЗМЗ

_______________________

Автосигнализации

Ремонт и сервис

Ремонт и сервисное обслуживание автомобилей, двигателей и автоматических коробок передач

Комплектующие детали АКПП Ауди ZF 6HP19/ZF 6HP21 (09L)

АКПП Aisin Warner

CVT вариатор Ауди

Коробка автомат Toyota

АКПП Mazda/Mitsubishi

Коробка автомат ZF

Общее устройство АКПП