Ремонт и усиление АКПП A4LD (Explorer 1990-1994)
"Коробка Франкенштейна", или Проект гибридной трансмиссии
A4LD/4R55E/5R55E
(c) 2004-2005 Brain@explorerforum.com, идеи, текст, фотографии
(c) 2006 dwalin@dwalin.ru, перевод и оформление
Статья размещена эксклюзивно на www.ford-trucks-club.ru с разрешения автора.
Предисловие переводчика:
Этот проект был начат в сентябре 2004 года и продолжался примерно год. Brain проделал огромную работу по анализу слабых мест A4LD, поиску решений и модернизации конструкции этой АКПП. Данный текст никогда не задумывался как полноценная статья и в оригинальном виде представлял из себя серию сообщений в форуме www.explorerforum.com. С одной стороны, такой подход к описанию работы имеет свои преимущества, т.к. в процессе общения в форуме принимали участие другие люди и их идеи помогли Brain добиться успеха. С другой стороны, в этой серии сообщений было много лишнего, отступлений от темы, сторонних комментариев и т.п. В связи с этим, я взял на себя смелость отбросить лишнее и оформить этот текст в виде статьи. Все желающие могут обратиться к оригиналу на форуме: Project Frankentranny "AKA" A4LD / 4R55E / 5R55E Hybrid Project
Часть первая: передняя часть АКПП и масляный насос
Для начала немного истории о том, почему я начал этот проект и почему это могло быть полезно и интересно другим людям. У меня есть Explorer Eddie Bauer 92 года, которым я имел обыкновение буксировать трейлеры (тяжеленные U-Haul). Проблема состоит в том, что я не следовал указаниям инструкции по эксплуатации, и буксировал в положении "OD". На отметке пробега 85000 миль у машины выбило передний сальник АКПП, и замена дешевой прокладки обошлась мне в кучу денег, но я был на дороге и у меня не было возможности поменять её самостоятельно. Это была первая, небольшая поломка, которая готовила почву для второй, большой проблемы. На отметке 125000 миль порвалась тормозная лента повышающей передачи (overdrive band) и практически пережевала все внутренности в передней части АКПП. Лента была стерта слишком быстро из-за буксировки на OD, и потому что я перегрел её на отметке 85000 миль, когда АКПП минуту или две работала практически без жидкости. Когда эта лента порвалась, сорвавшаяся крепёжная пластина ленты (band anchor plate) застряла между барабаном повышающей передачи и корпусом АКПП, вынудив всю переднюю часть АКПП съехать с центральной линии (вверх) и коснуться других вращающихся частей. Получившееся в результате трение оказалось достаточным для приваривания деталей, которые вообще-то сварены быть не должны.
Когда в сервисе мне дали оценку $2500 за замену старой A4LD (я буду называть её A4 далее по тексту) на восстановленную, я отказался и решил дать машине постоять до тех пор, пока у меня не будет времени и денег починить её самому. Когда я разобрал коробку и увидел, каковы повреждения и сколько частей надо было менять, я начал исследовать варианты улучшений, которые можно было придумать для A4. Таковых оказалось довольно много, но проблемы с передним сальником на A4 так и оставались во всех вариантах. Однако я не слышал о таких проблемах с 4R55E (следующее поколение А4, используемой в машинах '95-'96 годов выпуска, называю далее 4R), 5R55E (третье поколение А4, ставившейся в '97-'02, далее 5R), или 5R55W (четвертое поколение А4, '02 и далее, более не упоминаю). Мне казалось, что если я буду искать все варианты ремонта A4, то рано или поздно окажется, что кто-то уже нашёл способ решить эту проблему. Казус состоит в том, что невозможно "исправить" эту проблему, если вы хотите оставить все оригинальные части A4, не используя детали от конструкций более поздних лет. По моему мнению, это был врождённый недостаток конструкции (однако для того, чтобы полностью понять проблему, требуются некоторые познания в гидродинамике). Я решил, что предотвращение других потенциальных проблем не будет иметь смысла, если я не смогу найти способ справиться с этой проблемой переднего сальника и втулки.
В процессе исследования истории A4 и её потомства (которое непосредственно произошло от АКПП модели C-3) я узнал, что инженеры Форд несколько раз перепроектировали схему смазки переднего сальника и втулки. Я также узнал, что многие из втулок были в конечном счете заменены роликовыми подшипниками качения и что многочисленные упорные шайбы были заменены очень тонкими подшипниками Torrington (Torrington bearings). Если кто-либо интересуется ремонтом A4, он вероятно прочитал, или как минимум пролистал статьи Glacier991 о восстановлении A4 "самым пуленепробиваемым" возможным способом. В тех статьях (в начале и конце серии) он был совершенно прав, когда сказал, что лучшее, что вы могли бы сделать, это попытаться позаимствовать столько частей и идей конструкции от 5R, сколько возможно. Его усилия раздразнили моё любопытство и впоследствии вдохновили написать эту статью. Всё это вылилось в старт "проекта коробки Франкенштейна", или гибридизации АКПП.
Сначала я хотел найти решение проблемы смазки переднего сальника. Я обнаружил, что в A4 и 4R корпуса колоколов одинаковы за исключением различной схемы смазки передней втулки, дополнительного отверстия для болта крепления насоса, и одного удлиненного отверстия, подающего жидкость в корпус АКПП. Корпус колокола 5R был таким же, как и в 4R, кроме кармана для стартера, имеющего другую форму (что имеет смысл, скольку АКПП крепится к другому двигателю). Так что, если я хотел получить обновленную схему смазки передней втулки и сальника, и при этом оставить стандартный стартер и болты крепления, мне необходим был колокол от 4R. Он послужит моей "переходной пластиной".
Колокол A4/4R, вид спереди
Колокол 5R спереди (обратите внимание на другую форму кармана для стартера)
Колокол A4 сзади
Колокол 4R/5R сзади - штатный (не модифицированный)
Колокол 4R/5R сзади - штатные каналы смазки
Колокол 4R сзади - модифицированные каналы смазки (большее отводное отверстие и вырезанные перегородки в канале подачи жидкости)
Заметьте, что артикулы деталей (ссылка на год выпуска) отпечатаны на задней стенке колоколов, у A4 артикул начинается с 90GT (начало выпуска в '90), на 4R обозначение 95GT ('95), и на 5R отпечатано 97GT ('97). Правильная деталь, которая будет работать как адаптер между двигателем 4.0L и АКПП, и при этом будет использовать новую схему смазки передней втулки и сальника - это 95GT.
Для использования 95GT будет необходима разделительная пластина или от 4R или от 5R (они одинаковые ).
Разделительная пластина A4
Разделительная пластина 4R/5R
Эти различные виды разделительных пластин работают вместе с передней частью насоса и каналами на задней части колокола, формируя разные пути прохождения жидкости. Здесь приведён пример различных каналов на передней части насоса.
Каналы в передней части насоса A4
Каналы в передней части насоса 4R/5R
Я модифицировал сливное отверстие на этой пластине насоса 5R (увеличил в соответствии с техническим бюллетенем )
Я нахожу очень любопытным , что в Форде издали технический бюллетень об увеличении сливных отверстий и не включили это в каждую последующую конструкцию. Это означает, что АКПП прибывает с фабрики, нуждаясь в модификациях.
(В лучших традициях советского автопрома -- прим. пер.)
Насос производит давление, вращая две детали вместе эксцентриковым способом. Там, где объем увеличивается, создаётся разрежение , а там, где объем уменьшается, создаётся давление. Между шестернями насоса A4 и 4R/5R есть различия. В A4 жидкость должна проходить внутри маленькой шестерни, чтобы смазывать переднюю втулку и сальник, в то время как 4R и 5R имеют кольцевое уплотнение на внутренней части маленькой шестерни для направления жидкости вокруг внешней стороны шестерен для смазывания передней втулки и сальника. Также мне показалось интересным , что оригинальные фабричные шестерни имели больше зубьев, а сменные запчасти меньше. В статье Glacier991 о восстановлении A4 был упомянут этот факт, и шестерни от 5R, которые у меня имеются, также это показывают. В "коробке Франкенштейна" я буду использовать последний набор показанных на фотографиях шестерен (заменные для 4R/5R).
Оригинальные шестерни насоса A4
Оригинальные шестерни насоса 4R/5R (с кольцевым уплотнением)
Заменные (aftermarket) шестерни насоса 4R/5R (также с кольцевым уплотнением)
Для использования нового пути смазки необходимо использовать насос либо от 4R, либо от 5R, но они разные. В A4 и 4R насос работает со "старым" барабаном повышающей передачи (штампованная лёгкая часть, сидящая на втулке скольжения ), а насос 5R может использоваться только с "новым" барабаном, тяжёлой литой деталью, вращающейся на подшипниках качения.
Пятая передача в 5R появилась за счёт "повышения" первой передачи (как дополнительная между первой и второй). Это означает, что тормозная лента повышающей передачи применяется на второй и пятой передачах 5R (4-я передача A4 превратилась в пятую 5R, 3-я в 4-ю, 2-я стала 3-ей, и вдобавок появилась "новорожденная" 2-я). Это также значит, что в 5R такие же передаточные числа высшей и низшей передач, как и в A4, так что ни тяга на низшей передаче, ни топливная экономичность, ни скорость на высшей передаче не изменились. Также это означает, что в корпусе 5R нет никаких новых механических частей по сравнению с A4, так что вполне возможно поменять "потроха" коробки, используя более новые запчасти без необходимости менять модуль компьютера/контроллера АКПП на более новый или даже какой-нибудь специализированный, как этот например ($425):
http://www.becontrols.com/products/tcs.htm
Фордовским инженерам пришлось перепроектировать барабан повышающей передачи, потому что тормозная лента теперь используется гораздо чаще и должна быть более надёжной и выносливой. Об особенностях устройства самого барабана поговорим позже, сначала я хочу обратить ваше внимание на подшипники , на которых вращается барабан. Когда я увидел эти подшипники , я сразу понял, что хочу применить именно эту конструкцию в своей коробке, даже если мне придётся для этого прибегать к ухищрениям.
Втулка поддержки насоса A4/4R для "старого" барабана повышающей передачи
Подшипник поддержки насоса 5R для "нового" барабана повышающей передачи
Изначально между насосом и барабаном повышающей передачи использовалась металлическая упорная шайба (thrust washer), но в конце концов она была заменена на пластиковую. Я не уверен, какой именно была шайба в 4R. Она упоминается как "подборочная" шайба (selective washer) #1, т.к. они бывают разной толщины для подбора по месту, чтобы избежать слишком большого или слишком маленького зазора. Это одна из всего двух упорных шайб во всей трансмиссии 5R (вторая металлическая и находится в другом конце корпуса АКПП). Также это одна из всего двух подборочных шайб (selective washer) или подборочных подшипников (selective bearing) в любой из моделей A4/4R/5R. У пластиковой шайбы (на фотографии справа) чуть больше центральное отверстие, так что она легко проскакивает ролики подшипника на насосе, но металлическую тоже можно надеть, просто потребуется большее усилие.
Подборочные упорные шайбы #1 от A4 и 5R
Часть вторая: планетарный ряд повышающей передачи[/fixedtext]
"Коробка Франкенштейна", или Проект гибридной трансмиссии
A4LD/4R55E/5R55E
(c) 2004-2005 Brain@explorerforum.com, идеи, текст, фотографии
(c) 2006 dwalin@dwalin.ru, перевод и оформление
Статья размещена эксклюзивно на www.ford-trucks-club.ru с разрешения автора.
Предисловие переводчика:
Этот проект был начат в сентябре 2004 года и продолжался примерно год. Brain проделал огромную работу по анализу слабых мест A4LD, поиску решений и модернизации конструкции этой АКПП. Данный текст никогда не задумывался как полноценная статья и в оригинальном виде представлял из себя серию сообщений в форуме www.explorerforum.com. С одной стороны, такой подход к описанию работы имеет свои преимущества, т.к. в процессе общения в форуме принимали участие другие люди и их идеи помогли Brain добиться успеха. С другой стороны, в этой серии сообщений было много лишнего, отступлений от темы, сторонних комментариев и т.п. В связи с этим, я взял на себя смелость отбросить лишнее и оформить этот текст в виде статьи. Все желающие могут обратиться к оригиналу на форуме: Project Frankentranny "AKA" A4LD / 4R55E / 5R55E Hybrid Project
Часть первая: передняя часть АКПП и масляный насос
Для начала немного истории о том, почему я начал этот проект и почему это могло быть полезно и интересно другим людям. У меня есть Explorer Eddie Bauer 92 года, которым я имел обыкновение буксировать трейлеры (тяжеленные U-Haul). Проблема состоит в том, что я не следовал указаниям инструкции по эксплуатации, и буксировал в положении "OD". На отметке пробега 85000 миль у машины выбило передний сальник АКПП, и замена дешевой прокладки обошлась мне в кучу денег, но я был на дороге и у меня не было возможности поменять её самостоятельно. Это была первая, небольшая поломка, которая готовила почву для второй, большой проблемы. На отметке 125000 миль порвалась тормозная лента повышающей передачи (overdrive band) и практически пережевала все внутренности в передней части АКПП. Лента была стерта слишком быстро из-за буксировки на OD, и потому что я перегрел её на отметке 85000 миль, когда АКПП минуту или две работала практически без жидкости. Когда эта лента порвалась, сорвавшаяся крепёжная пластина ленты (band anchor plate) застряла между барабаном повышающей передачи и корпусом АКПП, вынудив всю переднюю часть АКПП съехать с центральной линии (вверх) и коснуться других вращающихся частей. Получившееся в результате трение оказалось достаточным для приваривания деталей, которые вообще-то сварены быть не должны.
Когда в сервисе мне дали оценку $2500 за замену старой A4LD (я буду называть её A4 далее по тексту) на восстановленную, я отказался и решил дать машине постоять до тех пор, пока у меня не будет времени и денег починить её самому. Когда я разобрал коробку и увидел, каковы повреждения и сколько частей надо было менять, я начал исследовать варианты улучшений, которые можно было придумать для A4. Таковых оказалось довольно много, но проблемы с передним сальником на A4 так и оставались во всех вариантах. Однако я не слышал о таких проблемах с 4R55E (следующее поколение А4, используемой в машинах '95-'96 годов выпуска, называю далее 4R), 5R55E (третье поколение А4, ставившейся в '97-'02, далее 5R), или 5R55W (четвертое поколение А4, '02 и далее, более не упоминаю). Мне казалось, что если я буду искать все варианты ремонта A4, то рано или поздно окажется, что кто-то уже нашёл способ решить эту проблему. Казус состоит в том, что невозможно "исправить" эту проблему, если вы хотите оставить все оригинальные части A4, не используя детали от конструкций более поздних лет. По моему мнению, это был врождённый недостаток конструкции (однако для того, чтобы полностью понять проблему, требуются некоторые познания в гидродинамике). Я решил, что предотвращение других потенциальных проблем не будет иметь смысла, если я не смогу найти способ справиться с этой проблемой переднего сальника и втулки.
В процессе исследования истории A4 и её потомства (которое непосредственно произошло от АКПП модели C-3) я узнал, что инженеры Форд несколько раз перепроектировали схему смазки переднего сальника и втулки. Я также узнал, что многие из втулок были в конечном счете заменены роликовыми подшипниками качения и что многочисленные упорные шайбы были заменены очень тонкими подшипниками Torrington (Torrington bearings). Если кто-либо интересуется ремонтом A4, он вероятно прочитал, или как минимум пролистал статьи Glacier991 о восстановлении A4 "самым пуленепробиваемым" возможным способом. В тех статьях (в начале и конце серии) он был совершенно прав, когда сказал, что лучшее, что вы могли бы сделать, это попытаться позаимствовать столько частей и идей конструкции от 5R, сколько возможно. Его усилия раздразнили моё любопытство и впоследствии вдохновили написать эту статью. Всё это вылилось в старт "проекта коробки Франкенштейна", или гибридизации АКПП.
Сначала я хотел найти решение проблемы смазки переднего сальника. Я обнаружил, что в A4 и 4R корпуса колоколов одинаковы за исключением различной схемы смазки передней втулки, дополнительного отверстия для болта крепления насоса, и одного удлиненного отверстия, подающего жидкость в корпус АКПП. Корпус колокола 5R был таким же, как и в 4R, кроме кармана для стартера, имеющего другую форму (что имеет смысл, скольку АКПП крепится к другому двигателю). Так что, если я хотел получить обновленную схему смазки передней втулки и сальника, и при этом оставить стандартный стартер и болты крепления, мне необходим был колокол от 4R. Он послужит моей "переходной пластиной".
Колокол A4/4R, вид спереди
Колокол 5R спереди (обратите внимание на другую форму кармана для стартера)
Колокол A4 сзади
Колокол 4R/5R сзади - штатный (не модифицированный)
Колокол 4R/5R сзади - штатные каналы смазки
Колокол 4R сзади - модифицированные каналы смазки (большее отводное отверстие и вырезанные перегородки в канале подачи жидкости)
Заметьте, что артикулы деталей (ссылка на год выпуска) отпечатаны на задней стенке колоколов, у A4 артикул начинается с 90GT (начало выпуска в '90), на 4R обозначение 95GT ('95), и на 5R отпечатано 97GT ('97). Правильная деталь, которая будет работать как адаптер между двигателем 4.0L и АКПП, и при этом будет использовать новую схему смазки передней втулки и сальника - это 95GT.
Для использования 95GT будет необходима разделительная пластина или от 4R или от 5R (они одинаковые ).
Разделительная пластина A4
Разделительная пластина 4R/5R
Эти различные виды разделительных пластин работают вместе с передней частью насоса и каналами на задней части колокола, формируя разные пути прохождения жидкости. Здесь приведён пример различных каналов на передней части насоса.
Каналы в передней части насоса A4
Каналы в передней части насоса 4R/5R
Я модифицировал сливное отверстие на этой пластине насоса 5R (увеличил в соответствии с техническим бюллетенем )
Я нахожу очень любопытным , что в Форде издали технический бюллетень об увеличении сливных отверстий и не включили это в каждую последующую конструкцию. Это означает, что АКПП прибывает с фабрики, нуждаясь в модификациях.
(В лучших традициях советского автопрома -- прим. пер.)
Насос производит давление, вращая две детали вместе эксцентриковым способом. Там, где объем увеличивается, создаётся разрежение , а там, где объем уменьшается, создаётся давление. Между шестернями насоса A4 и 4R/5R есть различия. В A4 жидкость должна проходить внутри маленькой шестерни, чтобы смазывать переднюю втулку и сальник, в то время как 4R и 5R имеют кольцевое уплотнение на внутренней части маленькой шестерни для направления жидкости вокруг внешней стороны шестерен для смазывания передней втулки и сальника. Также мне показалось интересным , что оригинальные фабричные шестерни имели больше зубьев, а сменные запчасти меньше. В статье Glacier991 о восстановлении A4 был упомянут этот факт, и шестерни от 5R, которые у меня имеются, также это показывают. В "коробке Франкенштейна" я буду использовать последний набор показанных на фотографиях шестерен (заменные для 4R/5R).
Оригинальные шестерни насоса A4
Оригинальные шестерни насоса 4R/5R (с кольцевым уплотнением)
Заменные (aftermarket) шестерни насоса 4R/5R (также с кольцевым уплотнением)
Для использования нового пути смазки необходимо использовать насос либо от 4R, либо от 5R, но они разные. В A4 и 4R насос работает со "старым" барабаном повышающей передачи (штампованная лёгкая часть, сидящая на втулке скольжения ), а насос 5R может использоваться только с "новым" барабаном, тяжёлой литой деталью, вращающейся на подшипниках качения.
Пятая передача в 5R появилась за счёт "повышения" первой передачи (как дополнительная между первой и второй). Это означает, что тормозная лента повышающей передачи применяется на второй и пятой передачах 5R (4-я передача A4 превратилась в пятую 5R, 3-я в 4-ю, 2-я стала 3-ей, и вдобавок появилась "новорожденная" 2-я). Это также значит, что в 5R такие же передаточные числа высшей и низшей передач, как и в A4, так что ни тяга на низшей передаче, ни топливная экономичность, ни скорость на высшей передаче не изменились. Также это означает, что в корпусе 5R нет никаких новых механических частей по сравнению с A4, так что вполне возможно поменять "потроха" коробки, используя более новые запчасти без необходимости менять модуль компьютера/контроллера АКПП на более новый или даже какой-нибудь специализированный, как этот например ($425):
http://www.becontrols.com/products/tcs.htm
Фордовским инженерам пришлось перепроектировать барабан повышающей передачи, потому что тормозная лента теперь используется гораздо чаще и должна быть более надёжной и выносливой. Об особенностях устройства самого барабана поговорим позже, сначала я хочу обратить ваше внимание на подшипники , на которых вращается барабан. Когда я увидел эти подшипники , я сразу понял, что хочу применить именно эту конструкцию в своей коробке, даже если мне придётся для этого прибегать к ухищрениям.
Втулка поддержки насоса A4/4R для "старого" барабана повышающей передачи
Подшипник поддержки насоса 5R для "нового" барабана повышающей передачи
Изначально между насосом и барабаном повышающей передачи использовалась металлическая упорная шайба (thrust washer), но в конце концов она была заменена на пластиковую. Я не уверен, какой именно была шайба в 4R. Она упоминается как "подборочная" шайба (selective washer) #1, т.к. они бывают разной толщины для подбора по месту, чтобы избежать слишком большого или слишком маленького зазора. Это одна из всего двух упорных шайб во всей трансмиссии 5R (вторая металлическая и находится в другом конце корпуса АКПП). Также это одна из всего двух подборочных шайб (selective washer) или подборочных подшипников (selective bearing) в любой из моделей A4/4R/5R. У пластиковой шайбы (на фотографии справа) чуть больше центральное отверстие, так что она легко проскакивает ролики подшипника на насосе, но металлическую тоже можно надеть, просто потребуется большее усилие.
Подборочные упорные шайбы #1 от A4 и 5R
Часть вторая: планетарный ряд повышающей передачи[/fixedtext]
Последнее редактирование модератором:
Симпатии:
Понравилось dana
