Принцип работы соленоида электромагнитного клапана

Содержание

Соленойд акпп-устройство, назначение

Принцип работы соленоида электромагнитного клапана

Соленойд акпп-устройство, назначение

В автоматических коробках передач скорости переключаются методом управления гидравлическими потоками. Под воздействием электрических импульсов, поступающих с электронного блока управления ЭБУ, соленоид АКПП открывает/закрывает масляный канал в гидроблоке, что позволяет контролировать давление на поршни и фрикционы. Данный принцип используется для управления режимами коробки передач. Соленоиды – это электромеханические клапаны, регулирующие потоки рабочих жидкостей.

Какую роль выполняют соленоиды

В гидроблоке АКПП трансмиссионная жидкость под давлением воздействует на сцепление, обеспечивая плавные переключения передач. Управление этим процессом осуществляется с помощью автомобильного бортового компьютера. ЭБУ подает импульсы через электромагнитные клапаны – соленоиды, установленные на гидравлическом модуле в АКПП. Они состоят из электрической спирали, находящейся под постоянным током и металлического внутреннего сердечника.

Каждый соленоид выполняет определенную функцию:

  • Включение-выключение каналов,
  • Регулировка направлений гидравлических потоков ATF в заданный момент времени.
  • Контроль за количеством жидкости, проходящей по каналам в единицу времени.

Соленоиды отвечают за следующие процессы:

  • переключение скоростей;
  • управление блоком гидротрансформатора (в просторечии – бублика);
  • функционирование тормозной системы.

Типы соленоидов для АКПП

Электромагнитные клапаны для АКПП более раннего производства были устроены по типу on-off. Они имели упрощенную конструкцию, использовались с целью открыть-закрыть каналы, пропускающие рабочую жидкость гидравлической системы. Изделия нового поколения – соленоидыVOILVO с сердечниками усложненной конструкции оборудованы встроенным металлическим клапаном шарикового типа. Данное изобретение не обрело популярности, т. к. они сложны в исполнении и часто ломаются.

Основные типы современных соленоидов разделяются на следующие группы:

  • электрические соленоиды;
  • трехканальные;
  • интеллектуальные.

Трехканальные электромагнитные клапаны

Трехканальные соленоиды АКПП предназначены для регулировки давления в гидросистеме и подачи масла на подвижные агрегаты. Их конструкция характеризуется повышенной долговечностью и надежностью. Модернизированные электромагнитные клапаны изготавливаются в виде многоканальных соленоидов (от трех до пяти каналов) могут управлять несколькими клапанами плиты. Благодаря упрощенной конструкции, надежность соленоидов существенно возросла, срок использования гидроблоков в целом также заметно увеличился.

Интеллектуальные соленоиды

Особой популярностью среди автопроизводителей пользуются интеллектуальные соленоиды, способные управлять всеми функциями гидравлической клапанной системы. Соленоиды-регуляторы работают по принципу вентиля. Они не просто работают на «открыть/закрыть канал», теперь просвет увеличивается или уменьшается на заданную величину, что позволяет дозировать количество поступающей смазки. Степень раствора сечения зависит от величины импульсного тока, поступающего с центрального бортового компьютера на магнитную сердцевину электрического клапана.

Неисправности соленоидов АКПП и их ремонт

В процессе эксплуатации автоматической коробки иногда выдаются сообщения об ошибке по вине отказа соленоидов. Во избежание сбоев в АКПП рекомендуется проводить регулярное обслуживание как отдельных электромеханических клапанов, так и целого блока.

Для предотвращения заклинивания сердечника соленоида достаточно промыть устройство в специальном растворителе. Блоки соленоидов очищаются при помощи ультразвука. При использовании ультразвука нет необходимости демонтировать соленоиды с автоматической трансмиссии. Данная процедура выполняется после пройденного пути, равного 50 000 км.

Замена или ремонт соленоидов АКПП производятся после пробега авто более 300 000 км, а также после интенсивной эксплуатации машины. Если изношены отверстия клапана, появляются заметные протечки смазочной и охлаждающей жидкостей, их необходимо заменить на новые элементы.

Причины отказа соленоидов в АКПП, трудности диагностики

Несмотря на долговечность и надежность, соленоиды АКПП иногда выходят из строя, деформируются, ломаются.

Читайте также  Принцип работы карбюратора бензопилы партнер 350

Наиболее частые причины поломок соленоидов:

  • Скопление вредных масляных отложений на металлических стержнях.
  • Отсутствие реакции на электрические сигналы (шток заедает и не выдвигается).
  • Заклинивание сердечника.

Использование дешевого трансмиссионного масла низкого качества либо несоблюдение сроков полной сервисной замены смазочного материала приводит к окончательному разрушению работоспособности соленоидов в автоматических коробках передач. Продукты износа, входящие в состав рабочих жидкостей, постепенно откладываются на поверхности намагниченного стержня.

Такую поломку трудно выявить при диагностике. Во избежание сбоев в управлении коробкой, рекомендуется заливать в картер трансмиссионное масло соответствующего качества, а также не игнорировать рекомендации автопроизводителей о регулярной замене смазочного материала.

Сервисные компании проводят компьютерную диагностику АКПП, в том числе и соленоидов. При необходимости здесь производится замена непригодных электромагнитных клапанов на новые механизмы. Мастера специализированных пунктов могут подробно проинструктировать, как проверить работоспособность соленоидов.

Совет: если заклинивает один из клапанов, рекомендуется заменить весь блок соленоидов одновременно.Гарантией длительного использования соленоидов в АКПП служит применение масла высокого качества

Типичные признаки неисправности соленоидов

Соленоиды АКПП – это важные механизмы, задействованные в сложной системе автоматической коробки передач. С течением времени они постепенно изнашиваются, отказываются выполнять функции. Причиной возможных поломок могут служить окончательная выработка отведенного срока эксплуатации, а также внешние разрушающие факторы.

О сбоях, возникших по вине изношенных соленоидов, расскажут следующие косвенные признаки:

  • участившиеся случаи перехода коробки-автомата в аварийный режим;
  • резкие толчки при переключении скоростей;
  • удары в районе коробки при плавном возрастании оборотов двигателя.

При обнаружении подобных симптомов следует срочно обратиться в ближайший автосервис. Транспортное средство нуждается в глубокой проверке системы управления, компьютерной диагностике, гидравлического блока соленоидов, с последующим ремонтом автоматической коробки передач и полной заменой трансмиссионного масла.

Описание характерных поломок соленоидов

Чаще всего электромагнитные клапаны страдают от использования некачественного смазочного материала. Элементы соленоида покрываются налетом накоксованного масла. Наступает момент, когда подвижный шток окончательно заклинивает в одном положении.

Если произошло залипание сердечника в одном соленоиде, это означает что все клапаны, входящие в гидравлический блок АКПП тоже скоро заклинят. В этом случае рекомендуется менять все соленоиды АКПП одновременно. При этом необходимо также произвести полную замену смазочной жидкости на высококачественное масло. Марка смазочного материала выбирается в соответствии с рекомендациями автопроизводителя, изложенными в инструкции на данный автомобиль.

Электромагнитные клапаны ломаются также по причине сбоев в работе самого блока управления, который посылает электрические импульсы на соленоиды. Подобная проблема может быть выявлена только при проведении тщательной компьютерной диагностики автомобиля. Вышедший из строя управляющий блок ЭБУ не подлежит ремонту, его просто меняют на новый дорогостоящий экземпляр.

Заявленный срок службы соленоидов АКПП также является ограниченным во времени. Как и любой механизм, клапаны не работают бесконечно долго даже при соблюдении необходимых требований. Средняя продолжительность их эксплуатации приблизительно рассчитана на количество циклов, равное от 300 до 400 тысяч. При этом необходимо учитывать, что на длительность службы соленоидов существенное влияние оказывает не столько общий пробег автомобиля, сколько манера вождения автовладельца.

Если водитель практикует агрессивное вождение, часто нажимает на педаль газа и активно переключает передачи, магнитные клапаны АКПП потребуется менять намного раньше заявленного эксплуатационного срока.

Самостоятельная проверка и замена соленоидов АКПП

Соленоиды постоянно находятся в агрессивной среде – трансмиссионном масле с металлическими мелкими продуктами износа шестерен (стружка, осколки, сажа от тормозных фрикционов и пр.).Принцип действия клапана АКПП состоит в том, что его сердечник постоянно находится в магнитном поле. Этим магнитом притягиваются металлические фрагменты, находящиеся в масляном растворе, на стержень и обмотку катушки.

Если при эксплуатации автомобиля замечены такие признаки, как удары и толчки в районе коробки передач, загорелась лампочка датчика о неисправности АКПП, переключение передач сопровождается резкими ударами и рывками, рекомендуется проверить состояние соленоидов:

  • Первичная компьютерная диагностика гидроблока.
  • Если компьютер выдал заключение о поломке соленоидов, данные механизмы демонтируются с машины для дальнейшего анализа.
  • При помощи тестера замеряется сопротивление соленоида. Данный показатель должен быть равен 10-25 Ом.
  • Проверяется возможное заклинивание сердечника. Контакты клапана подсоединяются к источнику тока с напряжением 12 вольт. Если соленоид исправен, он должен при подключении издавать явный щелчок.
Читайте также  Принцип работы автоклава для домашнего консервирования

Существует метод проверки соленоидов при помощи сжатого воздуха. Считается, что при продувке клапана, находящегося в закрытом положении, он свободно пропускает воздушный поток. Соответственно, в открытом – воздух не проходит.

Замена соленоидов в АКПП может быть произведена в условиях гаража. Основное условие – тщательное выполнение рекомендаций. Тип соленоида определяется, исходя из особенностей конструкции автоматической коробки передач. Необходимые технические данные на АКПП можно посмотреть в инструкции по эксплуатации конкретного автомобиля.

Алгоритм действий при замене соленоидов АКПП:

  • демонтаж гидроблока с коробки передач (открутить болты, отжать специальные фиксаторы);
  • отключение от питания и извлечение соленоидов из блока;
  • установка новых соленоидов на освободившиеся места;
  • подключение элементов к сети;
  • установка гидроблока на место с заменой изношенной прокладки на новую.

Прокладка гидроблока нуждается в обязательной замене с целью предупреждения возможных утечек масляной жидкости.

Источник: https://zen.yandex.ru/media/id/5a5e0702a815f144f88b042d/5a79f38a168a9144d8ebc9fb

АрмаСток

Принцип работы соленоида электромагнитного клапана

Электромагнитный клапан (клапан соленоидный) состоит из следующих основных деталей: корпуса, крышки, мембраны (поршня), пружины, плунжера, штока и электрической катушки (соленоида).  Корпуса и крышки клапанов отливают из латуни, нержавеющей стали, чугуна или полимеров: полипропилена, эколона, нейлона и др. Клапаны рассчитаны для использования при различных рабочих средах, давлениях и температурах.

Для плунжеров и штоков применяют специальные магнитные материалы. Электрокатушки (соленоиды) для клапанов изготовливают в пылезащищенном или герметичном корпусе. Обмотка катушек выполнена высококачественным эмаль проводом из электротехнической меди. Присоединение к трубопроводу резьбовое или фланцевое. Для подключения к электрической сети используется штекер.

Управление осуществляется подачей напряжения (или импульса) на катушку. 

Напряжения питания:Переменного тока, AC: 24В, 110В, 220В;Постоянного тока, DC: 12В, 24В; Допуск по напряжению: ± 10%.

Класс защиты: IP65. 

Основные рабочие положения:
Клапаны электромагнитные по исполнениям бывают: «НЗ» – нормально закрытые клапаны, «НО» – нормально открытые клапаны и «БС» – бистабильные (импульсные) клапаны, переключающиеся с открытого на закрытое положение по управляющему импульсу.

По принципу действия:
Для различных условий эксплуатации применяют клапаны прямого действия, срабатывающие при нулевом перепаде давлении и пилотные клапаны (непрямого действия) – срабатывающие только при минимальном перепаде давления. Так же электромагнитные клапаны подразделяются на запорные (2/2 ходовые), распределяющие трехходовые (3/2 ходовые), и переключающие клапаны (2/3 ходовые).

Мембраны и уплотнения:
Мембраны клапанов изготовлены из эластичных полимерных материалов специальной конструкции и химического состава – EPDM, NBR, FKM, а уплотнения из PTFE или TEFLON. Так же в конструкции клапанов используются новейшие составы силиконовых резин – VMQ и другие полимеры.

Свойства материалов:

EPDM – Этилен-пропилен-диен-каучук. Недорогой, химически и износостойкий эластичный полимер. Высокая устойчивость к старению и атмосферным воздействиям. Устойчив к кислотам, щелочам, окислителям, соленым растворам, воде, пару низкого давления, нейтральным газам. Неустойчив к бензину, бензолу и углеводородами.

Температура применения −40… +140 °С. 

NBR– Нитрил-бутадиен-каучук. Распространенный и недорогой эластичный полимер, нейтральный к воздействию бензина, минерального масла, дизельного топлива, растворов щелочей, неорганических кислот, пропана, бутана и воды. Температурный диапазон −30… +100 °С.

 Разрушается бензолом, окислителями и ультрафиолетом.

FKM – Фторкаучук. Термостойкий и эластичный синтетический полимер. Высокая стойкость к старению, озону и ультрафиолету. Химически устойчивый для кислотных и щелочных сред, нефтепродуктов, для топлива и углеводородов. Применяется для спиртов, воды, воздуха и пара низкого давления при температуре −30… +150 °С. Разрушается эфирами, органическими кислотами.   

Читайте также  Принцип работы циркуляционного насоса для водоснабжения

PTFE – Политетрафторэтилен. Фторполимер, один из самых химически стойких полимерных материалов. Применяется в химической промышленности для кислот и их смесей высокой концентрации, щелочей, растворителей. Устойчив к  бензолу, окислителям, маслам и топливам. Используется для агрессивных газов, углеводородов, воздуха, воды и пара. Температурный диапазон −50… +200 °С. Разрушается трифторидом хлора и жидкими щелочными металлами.  

TEFLON – Политетрафторэтилен. Запатентованное название фторполимера, на основе PTFE с улучшенными эксплуатационными характеристиками. Рабочая температура применения в диапазоне −50… +250 °С. 

Принцип действия пилотного электромагнитного клапана

Клапан нормально закрытый В статичном положении напряжение на катушке отсутствует – электро клапан закрыт. Запорный орган (мембрана или поршень, в зависимости от типа клапана) герметично прижат, силой действия пружины и давления рабочей среды к седлу уплотнительной поверхности. Пилотный канал закрыт подпружиненным плунжером. Давление в верхней полости клапана (над мембраной) поддерживается через перепускное отверстие в мембране (или через канал в поршне) и равно давлению на входе в клапан.

Клапан электромагнитный находится в закрытом положении, пока катушка не окажется под напряжением. 

Для открытия клапана напряжение подается на катушку. Плунжер, под воздействием магнитного поля поднимается и открывает пилотный канал. Так как диаметр пилотного канала больше перепускного, давление в верхней полости клапана (над мембраной) понижается. Под действием разницы давлений, мембрана или поршень поднимается вверх и клапан открывается.

Клапан останется в открытом положении, пока катушка находится под напряжением.

Клапан нормально открытыйПринцип действия нормально открытого клапана наоборот – в статичном положении клапан находится в открытом положении, а при подаче напряжения на катушку клапан закрывается. Для удержания нормально открытого клапана в закрытом состоянии, напряжение необходимо подавать на катушку долговременно.

Для правильной работы любых клапанов пилотного действия необходим минимальный перепад давления, ΔP – разница давлений на входе и на выходе клапана. Пилотные клапаны назвают клапанами непрямого действия, т.к. кроме подачи напряжения, необходимо выполнение условия по перепаду давления.

Подходит в большинстве случаев, для эксплуатации в системах водоснабжения, отопления, системах ГВС, системах пневмоуправления и др. – везде, где присутствует давление в трубопроводе.

Принцип действия клапана электромагнитного прямого действия

У электромагнитного клапана прямого действия пилотный канал отсутствуют. Эластичная мембрана в центре имеет жесткое металлическое кольцо и через пружину соединена с плунжером. При открытии клапана, под воздействием магнитного поля катушки, плунжер поднимается вверх и снимает усилие с мембраны, которая моментально поднимается и открывает клапан. При закрытии (отсутствии магнитного поля), подпружиненный плунжер опускается и с усилием прижимает мембрану, через кольцо к уплотнительной поверхности. 

Для клапана электромагнитного прямого действия, минимальный перепад давления на клапане не требуется, ΔPmin=0 бар. Клапаны прямого действия, могут работать как в системах с давлением в трубопроводе, так и на сливных емкостях, накопительных ресиверах и в других местах, где давление минимально или отсутствует.

Принцип действия бистабильного клапана

Бистабильный клапан имеет два устойчивых положения: «Открыто» и «Закрыто». Переключение между ними осуществляется последовательно, подачей короткого импульса на катушку клапана. Особенностью управления является необходимость подачи импульсов переменной полярности, поэтому бистабильные клапаны работают только от источников постоянного тока. Для удержания открытого или закрытого положения подавать напряжение на катушку не требуется!  Конструктивно, бистабильные импульсные клапаны выполнены как пилотные клапаны, т.е. необходим минимальный перепад давления.

Клапан электромагнитный соленоидный (англ. solenoid valve) – это функциональная и надежная трубопроводная арматура. Ресурс работы специальных электромагнитных катушек составляет до 1 миллиона включений. Время, необходимое для срабатывания мембранного магнитного клапана в среднем составляет от 30 до 500 миллисекунд, в зависимости от диаметра, давления и исполнения. Клапаны электромагнитные можно применять как запорные устройства дистанционного управления, так и для безопасности, в качестве отсечных, переключающих или отключающих электроклапанов.

Источник: https://armastock.ru/information