Вариаторы JATCO: что меняем новым, что восстанавливаем, а что оставляем

Разговор пойдёт о вариаторных трансмиссиях (CVT, continuously variable transmission). Не о теории и не об устройстве в принципе, а о практике: что выходит из строя, какие узлы можно вернуть к исходным рабочим параметрам, а какие нужно менять новыми. Если удобнее смотреть, а не читать, та же тема разобрана в нашем ролике на Рутуб.

Теория в двух словах, для тех, кто вдруг не знает. Вариатор, это бесступенчатая трансмиссия, где передаточное число меняется плавно, не с шестерни на шестерню, как в классической АКПП или в МКПП, а ремнём, уложенным между подвижными конусами первичного (вход крутящего момента от двигателя) и вторичного (выход крутящего момента на колёса) валов. По-простому, в общем приближении.

Коробки передач имеют ограниченный ресурс. По статистике обращений на ремонт заводской ресурс современного вариатора JATCO в среднем не превышает 200 тысяч км пробега.

Несколько лет мы потратили на изучение этих трансмиссий, на подготовку технологической цепочки и на закупку оборудования для их восстановления, то есть такого ремонтного воздействия, которое доводит агрегат до параметров работы и остаточного ресурса, сопоставимых с заводскими. Процесс запущен, дальше по порядку.

1. Ремень

Ремень используется в большинстве вариаторов, которые ставят на двигатели с крутящим моментом до 300 Нм, причём не только в трансмиссиях JATCO. Конструкцию взяли за основу и другие производители вариаторов: Aisin в Японии, WLY в Китае и прочие.

Основной производитель этих ремней и конвейерный поставщик самого JATCO, это компания BOSCH. Ремень собран из поперечных металлических звеньев, нанизанных в ряд на эластичные металлические ленты.

Ремень передаёт крутящий момент с первичного вала на вторичный, будучи в разной степени зажат конусами. По сути конуса, сдвигаясь и раздвигаясь, образуют шкивы разного диаметра. Передаточное число постоянно меняется вслед за внешними для трансмиссии условиями, ремень взаимодействует с поверхностями конусов и постоянно меняет форму. От непрерывного сгибания и разгибания в металлических лентах накапливается усталостный износ, а сегменты ремня истираются торцами о твёрдые поверхности конусов.

В какой-то момент ремень начинает проскальзывать по «шкивам», и машина начинает подёргиваться в движении. Дальше ленты рвутся одна за другой, передача крутящего момента от двигателя к колёсам прекращается. Когда ремень разрывается полностью, автомобиль превращается, что называется, в кирпич.

Визуально оценить можно только торцы сегментов, общую длину ремня и зазор между сегментами. А вот остаточный ресурс главного элемента, лент, оценить невозможно. Поэтому ремень идёт только на замену новым.

Отдельная беда, это контрафакт. Покупаете вроде бы ремень BOSCH, а собран он из б/у лент и звеньев в тёмной подворотне провинции Гуандун. Сплошь и рядом так бывает при покупке по объявлениям на Авито или у поставщиков без прямого контракта с BOSCH.

2. Конуса первичного и вторичного валов

Как мы уже сказали, пара конусов образует шкив, по которому бежит ремень. Сближаясь и расходясь, конуса меняют диаметр окружности этого «шкива».

Конуса, это продукт исключительно исходного производителя, в нашем случае JATCO. Производство шкивов очень затратное: штамповка, шлифовка, закалка и прочие высокоэнергозатратные процессы. Оно окупается только на сотнях тысяч, а то и миллионах деталей, вероятно поэтому изготавливать их «на стороне» никто и не научился.

Конуса вращаются вместе с ремнём, но в какой-то момент возникают проскальзывания ремня относительно их поверхностей. Где-то в моменте не хватило масляного давления, ремень получил слабину и заскользил по поверхности шкива.

Поверхности конусов закалены на глубину порядка 0,3 мм, поэтому небольшие начальные проскальзывания им не страшны. Но проскальзывание истирает торцевые поверхности звеньев, а образующаяся мелкодисперсная металлическая пыль под локально высокой температурой от трения наплавляется на поверхность конуса. Возникает наволакивание металла, то есть перенос материала с ремня на конус, и нужная ровность поверхности нарушается.

Когда ремень уже прилично изношен и проскальзывания идут постоянно, когда водитель месяцами чувствует отсутствие тяги и машина не разгоняется выше какой-то скорости, доходит и до реального повреждения поверхности конуса, до пропила с разрушением слоя поверхностного цементирования.

При наволакивании металла поверхность конуса восстанавливают шлифованием до номинальной плоскости. Если же поверхность нарушена вглубь, деталь идёт в металлолом, и на замену приходится искать б/у. К повторному использованию допускаются только конуса с номинальными значениями твёрдости шлифованных поверхностей.

3. Подшипники

Автомобиль движется, первичный и вторичный валы вариатора вращаются и передают крутящий момент двигателя колёсам. Каждый из валов опирается с двух сторон на части корпуса коробки передач через подшипники.

Чтобы подшипники не разрушались, их постоянно смазывает трансмиссионная жидкость. Но ресурс не безграничен, а вместе со смазкой на шарики попадают продукты износа трансмиссии и ускоряют выход подшипника из строя.

В какой-то момент рабочие поверхности начинают выкрашиваться, металлические частицы разносятся с маслом по трансмиссии, а сам подшипник шумит, и шум переходит в гул.

Как проверить подшипник и понять, сколько он ещё проработает без проблем? Можно поискать следы питтинга с лупой, послушать звук, покрутить руками, ориентируясь на ощущения. Объективной такая проверка не будет. Остаточный ресурс оценить невозможно, поэтому замена новыми.

И здесь всё не просто, снова контрафакт. К нам неоднократно обращались производства из Китая с предложением изготовить любые подшипники, какие нам требуются. NSK, бренд с историей и конвейерный поставщик того же JATCO, подделывают на ура. Даже проверенные поставщики запчастей порой получают партии разного качества: у нас самих был ряд рекламаций из-за посторонних звуков от подшипников. Решается это только стабильным японским качеством.

4. Корпус вариатора

Первичный и вторичный валы стоят в корпусе на подшипниках: внешняя обойма запрессована в корпус и не вращается, внутренняя напрессована на вал и вращается вместе с ним, как только машина трогается.

Корпус коробки передач сделан из алюминиевого сплава. Пока с подшипниками нет проблем, всё так и работает. Но два вала, соединённые постоянно натянутым ремнём, стремятся сойтись друг с другом. Когда на это накладывается пусть и несущественное подклинивание подшипника, внешняя обойма начинает проворачиваться в корпусе.

В большинстве разобранных вариаторов это видно наглядно: углубления под подшипники теряют ровную форму круга, появляются следы проворота обойм, а зачастую и пропилы. Поставив валы после ремонта, пусть и с новыми подшипниками, в деформированные ниши, мы вскоре получим ту же неисправную коробку передач.

Корпус нужно восстанавливать, и делается это гильзованием: фрезеруем под увеличенный диаметр и запрессовываем втулки с внутренним номинальным размером под внешнюю обойму подшипника.

5. Масляный насос

Давление масла для работы вариатора, а именно для сведения и разведения конусов, требуется кратно более высокое, чем для смыкания и размыкания пакетов сцепления в классических АКПП. Поэтому масляный насос здесь конструктивно другой, он обеспечивает большее давление и больший объём прокачиваемой жидкости. Заданные параметры вне зависимости от дорожных условий и «хотелок» водителя поддерживает редукционный клапан.

Даже небольшое количество металлических продуктов износа в трансмиссионной жидкости воздействует на поверхности стенок клапана и насоса. Появляются царапины, а с ними перетечки и нехватка давления. В запущенных случаях, когда содержание металлического мусора в масле зашкаливает, редукционный клапан может и вовсе заклинить.

Использовать даже слегка потёртый б/у насос нельзя, этот путь поставит крест на всей проделанной работе. Решение, это восстановление насоса. Страдают сопряжённые поверхности перемещения редукционного клапана, поэтому отверстие насоса разворачивают, по-простому рассверливают, но очень точно, до микронов, под размер нового клапана. Сам клапан изготавливают отдельно, из алюминиевого сплава с анодированием и с соблюдением всех технологий. Насосу возвращаются исходные заводские характеристики.

6. Гидроблок клапанов

Масляный поток по каналам распределяет гидравлический блок клапанов. Если в масляном насосе вариатора клапан один, то в гидроблоке их много, и простых механических, и электромагнитных, то есть соленоидов.

Допустим, надо тронуться вперёд. Переводим селектор в драйв, на соответствующий электромагнитный клапан приходит сигнал, клапан перемещается и открывает канал, куда сразу поступает трансмиссионная жидкость. При заданном давлении пакет сцепления FORWARD замыкается и передаёт крутящий момент двигателя первичному валу вариатора, от него по ремню вторичному валу и дальше через дифференциал и привода на колёса.

Картина здесь принципиально та же, что и с масляным насосом. Вместе с маслом в каналы попадают продукты износа, появляются задиры поверхностей клапанов и каналов гидроплиты. В некоторых каналах и без посторонних частиц, просто от постоянного движения клапана туда и обратно, поверхность полируется, круглое сечение превращается в эллипс, возникают перетечки масла, а за ними нарушение работы коробки и выход её из строя.

Решений тут два.

1. Восстановление гидравлического блока клапанов. Каналы проверяются на герметичность вакуумтестером, не прошедшие проверку разворачиваются под новые ремонтные клапана, снова с алюминиевым сплавом и анодированием. Дальше проверка на специальном стенде и сопоставление параметров работы с параметрами нового оригинального гидроблока. Прошедшие проверку гидроблоки идут в сборку восстановленной трансмиссии.
2. Покупка нового оригинального гидроблока взамен вышедшего из строя.

В вариаторах серий JF016E и JF017E мы используем только новые оригинальные гидроблоки JATCO. Вместе с ними идёт информация калибровки соленоидов, которую в обязательном порядке прописывают в программу управления коробкой передач. Так же в большинстве случаев мы поступаем и с JF015E, где на гидроблоке стоит чип ROM, и данные из него влияют на корректность работы вариатора: даже восстановленный до заводских параметров гидроблок в некоторых режимах может отрабатывать некачественно.

7. Детали разового монтажа

Это наша классификация, кто-то с ней может и не согласиться. Мы относим к таким деталям всё, чей текущий износ и остаточный ресурс оценить невозможно:

• фрикционные диски;
• поршни;
• сальники, уплотнения и кольца из резиносодержащих материалов;
• фильтры;
• прокладки.

Остаточный ресурс всех этих деталей оценить нельзя. Органолептически? Внешне вроде бы ничего, а что в действительности, непонятно. Объективной оценки не будет. А раз мы говорим о восстановлении агрегата до ресурса нового, все такие детали меняем новыми.

Рынок и здесь полон некондиции. Сальники бывают внешне похожи на оригинал, а на поверку текут. Тефлоновые кольца должны раскрываться чётко в нужный момент. И так далее, и тому подобное. Поэтому мы используем только проверенные практикой детали производства конвейерных поставщиков.

8. Гидротрансформатор

Он же «бублик», постоянно участвует в жизнедеятельности коробки передач. Это своего рода посредник между двигателем и трансмиссией, но не самостоятельный элемент, а составная часть коробки.

Иногда гидротрансформатор сам по себе даёт негативные симптомы: что-то не так с блокировкой, треск демпферных пружин. Тут и ёжику объективно понятно, без вскрытия и ремонта никак.

Но когда исходная причина неисправности лежит в другой области, к примеру оборвался ремень и машина встала, иные скажут: при чём тут гидротрансформатор? А через него проходит вся трансмиссионная жидкость коробки, и все продукты износа естественным образом в него попадают. Больше того, под действием центробежной силы они зачастую остаются отложениями на стенках. Так что проверка и чистка неизбежны как минимум.

Мы же в обязательном порядке меняем все детали разового монтажа, к которым здесь относим фрикционные накладки, параллельно проводим инспекцию и при необходимости меняем другие детали.

Обкатка на нагрузочном стенде

Завершает восстановление обкатка вариатора на нагрузочном стенде. Она идёт по оригинальному протоколу JATCO на стенде, который является копией оригинального нагрузочного стенда JATCO.

Здесь коробку испытывают во всех режимах работы, на холодную и на горячую. Создаются условия, которых в реальной жизни может и не случиться, но они нужны для всестороннего объективного анализа параметров работы трансмиссии.

Только когда коробка прошла тест по протоколу обкатки для своей модели и все параметры работы находятся в зелёной зоне, она уходит на склад готовой продукции. Коробки, по той или иной причине завалившие выходной тест, отправляются на доработку.

Наш вывод

Вот мы и изложили, максимально обстоятельно и наглядно, наш подход к восстановлению вариаторов JATCO. Если свести его к одному правилу, получится так: всё, чей остаточный ресурс измерить невозможно, меняется новым, а всё, что поддаётся объективной проверке и возврату к номиналу, восстанавливается и проверяется на стенде.

На восстановленный вариатор мы даём гарантию 1 год без ограничения пробега, расширенную до 2 лет или 100 000 км при соблюдении условий эксплуатации. А дальше уже владельцу решать, выбрать нашу продукцию, обратиться к нам, к нашим региональным партнёрам или же в какой-то другой автосервис. Не навязываемся, но открыто разъясняем суть.