Обучение ремонту вариаторов jatco

Руководство по вариатору JF016E / JF017E

Полезная информация | Типичные неисправности | Ремонт

За последние несколько лет вариатор из разряда экзотики перекочевал в разряд вполне привычного «автомата», успел пережить несколько серьёзных кризисов, то обретая статус надежной бесступенчатой коробки передач, то утрачивая драгоценные баллы репутации. Если немецкие автомобилестроительные компании пошли преимущественно по пути роботизации вальных коробок передач, то японские инженеры, как и несколько лет назад, все так же делают упор на совершенствование и производство бесступенчатой КПП. Особенно преуспела в этом направлении компания Jatco – одни из крупнейших производителей автомобильных трансмиссий.

Компания является собственностью концерна Nissan (75% акций), Mitsubishi (15% акций) и Suzuki (10% акций). Коробки производства Jatco чаще всего встречаются на автомобилях группы Nissan-Renault. Настоящим бестселлером считается вариатор JF011E, которым раньше комплектовали большую часть японской легковой автомобильной техники. Но уже в 2012 году на смену JF011E приходит новая модификация CVT – JF016E, которой будет суждено в течение нескольких лет сменить предшественника фактически везде, где тот был установлен. Также в 2012 году появляется коробка JF017E и именно она становится основной для авто Ниссан и Рено с моторами от 250 до 400 Нм крутящего момента. Дальше расскажем о надежности этих двух бесступенчатых трансмиссий.

Вариатор JF016E

Бесступенчатая коробка JF016E рассчитана на средний и премиум класс автомобилей с мотором до 2.5 литра. Она пришла на смену десятому семейству, став частью серии CVT8, поэтому вариатор JF016E еще маркируют как Xtronic CVT8 RE0F10D. Несмотря на то, что произошла целая смена поколения, новые узлы сконструированы на базе прародителей. Фактически новая CVT унаследовала всю моторную гамму от хорошо известного JF011E, тираж которого к 2012 году бил все абсолютные рекорды и приближался к отметке 5 миллионов произведенных экземпляров. Японцы очень трепетно подошли к вопросу массового производства автомобилей с обновленной бесступенчатой коробкой. Первое время JF016E ставили исключительно на Nissan Serena и Altima с мотором на 2.0 и 2.5 литра соответственно, а также на менее объемный силовой агрегат в Renault Clio. Первые испытания дали понять о наличии некоторых болезней электроники. Первичные настройки CVT оказались агрессивными, что привело к раннему выходу из строя гидроблока. Его замена проходила по гарантии, а после японцы доработали прошивку электронного блока, что и стало решением проблемы.

Уже после небольших правок бесступенчатую коробку поставили на массовые автомобили концерна – Nissan Teana 2.0/2.5 и Qashqai 2.0. Эти автомобили первое время испытывали исключительно в японских условиях эксплуатации, и только в 2014 году новая модификация вариатора отправилась покорять сердца автолюбителей по всему миру. Коробку стали ставить на Chevrolet City Express, Mitsubishi Outlander, Lancer и ASX. Это далеко не весь перечь оснащенных JF016E моделей. С 2013 года CVT8 появилась и на легендарном Nissan X-Trail, и на популярном среди европейских автолюбителей Nissan Juke с мотором 1.6. Главным отличием CVT8 от предыдущей трансмиссии стало наличие ручного режима управления: водитель получил возможность самостоятельно переключать виртуальные передачи при помощи размещенных под рулевым управлением пары рычагов.

Помимо этого были внедрены и другие изменения:

• масляный насос стал мощнее и немного компактнее;
• ранняя блокировка гидротрансформатора;
• наличие всего восьми клапанов в блоке управления вместо двенадцати как это было ранее;
• силовой диапазон CVT возрос с шести до семи единиц;
• благодаря маловязкому смазочному материалу удалось снизить уровень трения внутренних деталей.

Если сравнивать выносливость узла с уже установленным ресурсом JF011E, то надежность вариатора JF016E сократилась в 1.5 раза. Даже с учетом того, что инженеры уже устранили практически все проблемы и заменили ненадежные детали аналогами с более высокой прочностью, ресурс трансмиссии в среднем составляет 200 тыс. км пробега. Об основных неисправностях вариатора расскажем чуть ниже, для узлов CVT8 они одинаковы.

Вариатор JF017E

Старшим братом бесступенчатой коробки JF016E считается вариатор JF017E. Узел специально спроектировали для мощных переднеприводных автомобилей под двигатель с крутящим моментом от 250 до 400 Нм. С целью «переваривания» коробкой увеличенного крутящего момента производитель решил произвести модификацию в двух принципиальных различных исполнениях:

• с толкающим бошевским ремнем для Nissan Murano;
• с тянущей цепью производства ZF для других моделей, в том числе и под мощные моторы Renault;

Конструктивные отличия между JF016E и JF017E минимальные, вторая модификация, по сути, является усиленной версией первой. Теперь об известных проблемах CVT. Наиболее прихотливый узел коробок семейства CVT8 – гидроблок. Производитель решил сэкономить на основе из железа и исключил шаговый электромотор. Именно за счет этого устройства в вариаторах предыдущего семейства регулировалось давление масла с целью изменения передаточного отношения. Внутреннюю часть гидроблока также решили изменить, установив в него соленоиды нового образца. Отсюда получаем, что надежность вариатора JF017E идентична с аналогичным показателем потенциального ресурса JF016E.

Распространенные неисправности вариатора JF017E

1. Толчки во время переключения передач. Данное явление чаще всего указывает на повышенную загрязненность трансмиссионной жидкости. Материал особенно быстро становится непригодным из-за ускоренного износа фрикционов, что стало следствием расширенного диапазона включения блокировки гидромуфты.
2. Слабые подшипники конусов. Об этой слабости вариатора известно уже давно. Недостаточно выносливые подшипники еще в предыдущем поколении становились причиной раннего обращения автовладельцев за ремонтом. С появлением CVT8 ситуация не изменилась и данная слабость бесступенчатой коробки передач по наследству досталась новому семейству.
3. Шум и вибрации. Уменьшенный масляный насос не оправдал возложенные ожидания. Компоненты устройства быстро изнашиваются, со временем коробка начинает гудеть, возникают вибрации. Поэтому лишний шум исходит не только из подшипников конусов.

Но стоит сказать, что CVT8 сохранили ремонтопригодность. Обычно ремонт не превышает 150 тысяч рублей и чаще всего обходится в гораздо меньшую сумму. Самая накладная поломка – выход из строя гидроблока. Он не поддается ремонту и меняется новым экземпляром. Но сложность в том, что использовать новый узел в сборе или соленоиды в отдельности не получится. Потребуется соответствующая калибровка. Практически всегда автовладельцы ищут на разборке гидроблок вместе с БУ от одного автомобиля.

Схема вариатора JF016E

Затяжка болтов поддона JF016E

Источник

Обучение ремонту вариаторов jatco

Необходимо использовать манометр , рассчитанный, как минимум, на 70 bar. Типичное рабочее давление может легко достигнуть 55 … 62 bar при максимальном давлении на ремень CVT (рис 4 ).

Типичные значения рабочих давлений приведены в таблице:

Измерение	Минимальное значение, бар	Максимальное значение, бар	Типовое значение на ХХ, бар
Рабочее давление в трубопроводе	5	60	5 – 10
Первичное сцепление	1	15	1 – 15
Входной шкив вариатора	1	60	1 – 7
Гидротрансформатор вкл/выкл	0	10	1 – 15
Задний тормоз	1	15	5 – 10

Механика – внутри.

Секреты CVT находятся внутри ее корпуса. Здесь находятся два вариаторных шкива, стальной ремень, помпа высокого давления, клапанные корпуса вместе с соленоидами, планетарный набор шестерен (в том числе и для задней передачи) и пару пакетов муфт (для режимов D и R).

Первичный шкив вариатора соединен при помощи муфты, которая всегда подключена в режиме D. Входной шкив толкает вторичный при помощи при помощи специального стального ремня, состоящего из множества сегментов. Управление изменением коэфф. передачи происходит модуляцией соленоидов, что приводит к изменению давления внутри каждого из двух вариаторных шкивов.

TCM (transmission control module) может менять расстояние между поверхностями двух вариаторных шкивов. Это позволяет ремню вращаться на первичном шкиве медленнее (имитируя пониженную передачу) или быстрее (имитируя повышенную передачу). Изменяя положение вариаторного шкива, TCM может достигнуть любого коэффициента передачи в диапазоне от 2 . 349 : 1 до 0 . 394 : 1

Только один компонент соединяет два шкива – это ремень. Как и в вариаторах фирмы Honda, ремень собран из множества стальных сегментов со специальными вырезами, плотно закрепленными между собой при помощи слоеной стальной ленты. Ремень является толкающим, а не тянущим. Это значит, что первичный шкив вариатора толкает вторичный при помощи стального ремня.

Эта концепция предполагает, что сталь не может быть сжата, т.е. ремень не может «износиться» (т.е. растянуться) с течением времени. Поскольку сегменты ремня очень плотно связаны между собой, он работает как единая стальная структура, которая передает крутящий момент от одного шкива к другому. Эта разработка очень сильно отличается от моделей фирмы ZF, которая использует цепи и зубцы, когда один шкив тянет за собой другой.

Во всех конструкциях вариаторов давление является ключевым компонентом. Проскальзывание ремня между поверхностями шкивов может быстро вывести его из строя. Вот почему вариаторные трансмиссии используют сумасшедшие давления и специальные жидкости.

Как можно говорить о передачах, если их нет? Есть, конечно, набор планетарных шестерен, но они используются лишь для переключения между режимами D и R. В режиме заднего хода, сцепление режима D отпускает и включается заднее. Крутящий момент по часовой стрелке поступает через входной вал на кольцевую передачу. Поскольку работает планетарная шестерня, вращение будет направлено в обратную сторону, т.е. против часовой стрелки. Планетарная передача соединена с первичным шкивом вариатора, раз так – вот так просто у нас появилась задняя скорость.

Коэффициент передачи в режиме заднего хода заблокирован во избежание глупых случайностей. Двигатель ведь может оставаться на постоянных оборотах, в то время, как автомобиль будет ускоряться задним ходом. Водитель может этого и не понимать, но автомобиль может (если ему позволено) ускоряться задним ходом быстрее, чем передним. Вот почему при движении задним ходом коэффициент передачи вариаторной трансмиссии заблокирован (рис. 6 ).

Если селектор трансмиссии находится в положении D, поток мощности из гидротрансформатора через входной вал прикладывается к переднему входу, через планетарную передачу. Она соединена с первичным валом вариатора, но находится в выключенном состоянии, ничто ее не удерживает.

TCM полностью управляет коэффициентом передачи (КП) вариаторной трансмиссии. При разгоне, когда требуется большая мощность и отдача двигателя, КП снижается, что увеличивает обороты двигателя – для большей отдачи крутящего момента и лошадиных сил. После того, как водитель отпускает педаль газа и переходит в режим неспешного движения, TCM увеличивает «виртуальную передачу», что снижает обороты двигателя, что увеличивает эффективность и топливную экономию.

Если после некоторого времени равномерно движения водитель нажмет на газ, TCM снова увеличит обороты двигателя и будет удерживать их на этом уровне. А автомобиль тем временем продолжит ускорение. Очень интересное ощущение – управлять автомобилем с вариатором в первый раз. Речь идет не только о переключении передач, просто иногда теряется понимание, насколько быстро Вы едете, несмотря на то, что двигатель не подключен к колесам через какое-то определенное количество шестерней. Я ожидал услышать шум двигателя, который я мог бы «перевести» в скорость автомобиля. С вариатором двигатель может рычать на одних и тех же оборотах – как на крейсерской скорости, так и в городском потоке. Следует лишь немного привыкнуть.

После того, как крутящий момент пройдет через шкивы вариатора, он умножается через блок шестерней холостого хода. Этот блок умножает коэффициент передачи на 1 . 72 ; выходные шестерни еще раз умножают коэфф. передачи на 3 . 55 . Суммарный коэффициент передачи меняется от 14 . 34 до 2 . 44 . Это вполне сравнимо с любыми современными видами трансмиссий.

Управляющий клапан коэфф. передачи работает в трех рабочих режимах: наполнять, удерживать и стравливать. Эти режимы определяют конечное положение вариаторов и добиваются заданного КП (рис. 10 )

Когда TCM (модуль управления вариатором) достиг заданного коэффициента передачи, управляющий клапан ( 2 ) переходит в положение HOLD (удержание). Давление в магистрали от насоса подается во вторичный вариатор ( 5 ) для установления необходимого натяжения ремня (рис. 2 ). Если TCM дает команду на увеличение коэфф. передачи (чтобы снизить обороты двигателя), шаговый двигатель ( 1 ) выдвигается, что перемещает управляющий клапан ( 2 ) наружу. Это позволяет давлению рабочей жидкости из магистрали попасть в первичный шкив вариатора ( 4 ). Дополнительное давление входит в первичный вариатор, что приводит к сжиманию его стенок и перемещению ремня наружу, т.е. на больший рабочий диаметр (т.о. получается повышенная передача). Как только первичным валом будет достигнут необходимый (заданный TCM) коэффициент передачи, управляющий модуль вновь дает команду клапану ( 2 ) перейти в положение HOLD (удержание заданного давления).

Положение управляющего клапана зависит от положения вариатора и шагового двигателя. TCM может изменить соотношение, задействуя шаговый двигатель, позволяя вариатору менять коэффициент передачи до тех пор, пока управляющий клапан ( 2 ) не вернется в положение HOLD. Это возможно из-за того, что все три элемента механическую связаны между собой.

Жидкость, освобождающаяся из вторичного вариатора, контролируется вторичным датчиком давления и клапаном ( 3 ). Если соленоид активирован, давление рабочей внутри вторичного вариатора ( 5 ) может как снижено до 0 , так и направлено для увеличения прижима ремня. Все это тоже управляется при помощи TCM.

Во время увеличения коэфф. передачи давление во вторичном вариаторе снимается, что позволяет изменить его диаметр. Как только изменение завершено, давление из магистрали снова направляется во вторичный шкив для натяжения ремня (рис. 11 )

Во время уменьшения коэфф. передачи трансмиссии (переключение на пониженную), TCM дает команду шаговому двигателю открыть управляющий клапан в положение «стравить давление». Жидкость из первичного вариатора вытекает, что позволяет стенкам расшириться и ремень перемещается на меньший рабочий диаметр.

Вторичный вариатор сохраняет внутреннее давление магистрали, что приводит к сжатию его стенок и перемещает ремень на внешний, больший диаметр. В итоге получается «переключение на пониженную». Как только коэфф. передачи уменьшится до требуемого, управляющий клапан переходит в положение HOLD, давления в первичном и вторичном вариаторах стабилизируются.

Очевидно, что указанные процессы могут происходить на любых скоростях и при любых оборотах двигателя. TCM использует электрические сигналы, такие как датчик положения педали газа, температура рабочей жидкости, датчики скорости (CKP, ISS, OSS), давления, текущего коэфф. передачи и тд – все это для того, чтобы вычислить необходимое в данный момент соотношение первичного и вторичного валов вариатора.

Итак, мы рассмотрели в первую очередь управляющий клапан коэффициента передачи и вторичный клапан давления, но в CVT трансмиссии JATCO есть еще много очень важных клапанов.

Рассмотрим клапан регулировки давления. Масляная помпа (рис. 12 ) способна вырабатывать давление вплоть до 70 bar, но не все элементы CVT требуют именно такого давления. Номинальное рабочее давление 55 bar. Регулятор давления снижает давление в магистрали до трех рабочих уровней:

1 ) 15 bar – максимум для сцеплений
2 ) 10 bar – максимум для гидротрансформатора
3 ) 4 bar – максимум для схем смазки и охлаждения

Клапан регулировки давления в магистрали (рис. 13 ) определяет общее максимальное давление в трансмиссии. Все остальные давления преобразуются именно от него, что может составлять от 5 до 60 bar, в зависимости о текущий условий. Давление регулируется соленоидом магистрали, который управляется при помощи ШИМ от модуля управления трансмиссией (TCM). Давление магистрали идет прямо в управляющий клапан коэфф. передачи и вторичный клапан для изменения диаметров шкивов и нормализации нагрузки на ремень (рис. 14 ).

1 . Secondary Puller Regulator
2 . Pressure Regulator 1
3 . Pressure Regulator 2
4 . TCC Regulator Valve
5 . Manual Valve

Клапан снижения давления уменьшает давление из магистрали до 1 – 15 bar, необходимого для муфт переключения режимов D/R. Давление выбирается необходимым из условия предотвращения проскальзывания пакетов фрикционов.

При включении режима R или D, соленоид гидротрансформатора модулируется сигналом ШИМ для того, чтобы обеспечить плавное включение клапана. Если автомобиль находится в режиме D или R, широтно-импульсная модуляция (ШИМ) позволяет плавно управлять клапаном гидротрансформатора от режимов «включено» до «выключено».

Соленоид гидротрансформатора управляет приложенным к гидротрансформатору давлением. После того, как клапан гидротрансформатора перемещается в положение «включено», давление рабочей жидкости поступает в гидротрансформатор. Регулируемое давление позволяет ему плавно работать. Давление в гидротрансформаторе может меняться от 0 до 10 bar.

В отличие от вариаторов фирмы Honda, JATCO использует гидротрансформатор. Его основная цель – обеспечить плавное ускорение автомобиля из положения «стоп» путем полного гидравлического отключения трансмиссии от двигателя. Гидротрансформатор работает на небольших скоростях, ориентировочно до 19 км/час.

Одним из преимуществ вариаторной трансмиссии является его повышенная эффективность и неограниченный набор «виртуальных скоростей», поэтому TCM настроен на как можно более «раннее» отключение (блокировку) гидротрансформатора.

CVT имеет три соленоида, управляемых ШИМ (широтно-импульсной модуляцией): давления магистрали, давления вторичного шкива вариатора и гидротрансформатора. В добавок к ШИМ-управляемым электромагнитам, в CVT есть один соленоид с двумя рабочими положениями: «вкл» и «выкл» клапана блокировки гидротрансформатора (рис. 17 )

При установке нового модуля TCM, будет установлен диагностический код DTC P 1679 «не проведено обучение», который так-же требует рекалибровки при помощи заводского оборудования. В любом случае, очень важно сохранять оригинальный ROM вместе с самими железками блока трансмиссии, с которой он был выпущен.

TCM электрически связана с СVT через 22 ‑х контактный разъем (рис. 18 ).
Для первичной диагностики трансмиссии используйте следующую таблицу:

№	Цвет	Фукция	Измерение
1	DG/LB	Line Press Sol PWM	3 – 9 ohms
2	YL/DB	Sec Press Sol PWM	3 – 9 ohms
3	YL/LB	TCC Sol PWM	3 – 9 ohms
4	YL/GY	TCC On/Off	10 – 15 ohms (прим. 1 )
5	PK/LB	+ 5 V Supply	5 V
6	BK	GND
7	PK/LB	Sec Press Signal	0 . 7 – 3 . 5 V (прим. 2 )
8	LB/YL	Motor C	10 – 20 ohms
9	YL/OR	Motor A	10 – 20 ohms
10	YL/WT	Motor B	10 – 20 ohms
11	TN/YL	Motor D	10 – 20 ohms
16	YL/LB	Chip Select for ROM
17	RD/WT	Trans Temp Signal	5 kOm при 24 °С
18	DG/YL	Primary Press Signal	0 . 7 – 3 . 5 V (прим. 2 )
19	DG/VT	Sensor Ground
21	DG/BR	Clock Selectfor ROM
22	CY/YL	Data In/Out for ROM
Прим. 1 Наблюдаемое значение на оборудовании учебного центра 26 . 5 Ом Прим. 2 Напряжение, контролируемое с датчиков давления, может иметь разные значения, в зависимости от текущего давления. Сравните показания датчиков, выводимых в диагностике с реальным показанием манометра. На нейтральной передаче, в режиме холостого хода, должно быть 0 . 7 – 3 . 5 V.

Вариаторы JATCO устанавливаются только на автомобили, оборудованные шиной CAN, которая способна пересылать информацию между модулями автомобиля со скоростью до 1 Мб/сек при помощи всего двух проводов. Поэтому ТСМ использует минимальное количество соединений с электронными системами автомобиля. Всю нужную информацию (обороты двигателя, положение педали газа и тп.) TCM получает по CAN.

Коды неисправностей

DTC	DESCRIPTION	NOTES
P 0219	Engine Overspeed	Sets when CAN bus detects engine speed over 6800 RPM
P 0571	Brake Switch	Sets if the brake switch status doesn«t change but the computer registers MPH. This needs to fail in two consecutive key cycles to set a DTC. Beware two footed drivers
P 0602	Control Module Programming Error/NotProgrammed	TCM doesn«t recieve valid vehicle info from FCM
P 0610	Ecu Vehicle Options Mismatch	Probably set from using a different module for tht TCM. FRM/TIPM
P 0641	Sensor Reference Voltage Circuit	Pressure sensors have less than 0 . 05 V. Open or short to ground in sensor supply circuit
P 0707	Transmission Range Circuit Low	Continuous loss of valid signal. Takes two failures to set a DTC
P 0708	Transmission Range Circuit High	TCM recieves more than two valid TR signal
P 0711	Transmission Temp Sensor Perfomance	Trans temp doesn«t change for 10 min or calculated vs. fctual varies by more than 40 °C
P 0712	Transmission Temp Sensor Low	Scan tool indicates 180 °C. Short to ground, sensor failure, 20 °C = 2 . 5 K – 6 . 5 K, 80 °С = 300 – 900 ohms
P 0713	Transmission Temp Sensor High	Scan tool indicates ‑ 40 °C. Short to Power, open, sensor failure

Оригинал статьи: JATCO CVT & DaimlerChrysler Обзор и распределение потоков мощности. (Sean Boyle, GEARS, март 2007 )

Статья печатается с небольшими изменениями по переводу ©Sergy .

Дополнительно по теме:

Источник