Что такое соленоиды в АКПП?

АКПП любой формации представляет собой достаточно сложный механизм, просто изобилующий разного рода деталями. Одни из них являются лишь вспомогательными в

Содержание

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.

Зачем они нужны?

Соленоиды, обеспечивают в машине открытие специального клапана, который в свою очередь нужен для смазки АКПП. Такие Соленоиды для АКПП, сами по-себе не работают. Их функционал зависит от работы электронного блока в авто.

Также стоит указать на то, что и сами АКПП, являются клапанами непростыми, а электромагнитными. С их помощью владелец авто может регулировать бесперебойную и надежную как смазку, так и охлаждение всех находящихся в трансмиссии частей.

Что такое соленоиды передачи?

Трансмиссия автомобиля имеет много сложных движущихся частей. Каждая из них служит уникальной цели в управлении автомобилем и помогает ему двигаться. Одна деталь, о которой вы, возможно, раньше не слышали, – это соленоиды трансмиссии, и они играют ключевую роль в движении автомобилей с автоматической коробкой передач.

В чем принцип действия?

Он до банальности простой. Когда напруги нет, то соленоид АКПП, притягивается к масляному каналу за счет пружин. Так происходит закрытие канала. Однако при поступлении тока, возникает магнитное поле за счет которого пружина как бы автоматически выталкивает клапан наружу, открывая доступ к маслу для смазки.

Где применяются соленоиды

Говоря коротко — в тягах. Другими словами если что-то нужно толкнуть или подтянуть, применяется соленоид. Соленоиды вы встретите в простых электромагнитных клапанах, тягах центрального замка, воздушных заслонках в климат контроле, которые могут принимать положение «открыто» или «закрыто». Но есть два узла в автомобиле, которые чаще всего упоминаются: топливная форсунка в распределенном впрыске и втягивающее реле в стартере — эти детали являются соленоидами.

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.

Алгоритм действий при замене

Какие инструменты и материалы понадобятся, чтобы поменять соленоиды АКПП:

  • накидные ключи для снятия сливной и заливной пробок;
  • трещотка и головки для откручивания поддона и гидроблока;
  • новые прокладки для пробок, поддона, уплотнитель для гидроплиты;
  • новый масляный фильтр;
  • ATF жидкость;
  • соленоиды;
  • мягкая тряпка без ворса;
  • ёмкость для слива жижи;
  • воронка со шлангом.

Алгоритм действий:

  1. Заведите двигатель. Прогрейте коробку, переводя селектор по всем положениям. Так масло быстрее разгонится . Прокатитесь 20 км на средних оборотах.
  2. Установите машину на яму или подъёмник.
  3. Заглушите двигатель.
  4. Теперь нужно слить ATF. Для этого открутите сливную пробку на днище и подставьте ёмкость. Масло будет горячим!

Разбирать и собирать автоматическую коробку нужно без перчаток, чтобы не оставлять ворсинок, в том числе на соленоиде АКПП.

Фотографируйте по месту, чтобы не забыть «исходное положение».

  1. Открутите болты поддона. Снимайте аккуратно, он может упасть и пролить остатки жижи! Если поддон на герметике, используйте шпатель.
  2. Протрите плоскость прилегания поддона тряпкой.
  3. Промойте поддон, очистите магниты. Если корпус деформирован, замените поддон новым. Установите новую прокладку.
  4. Снимите фильтр. Из него также может потечь жидкость. Грязный фильтр выкиньте.
  5. Отключите датчики температуры на гидроблоке.
  6. Отсоедините разъёмы электроклапанов.
  7. При снятии гидроблока может потечь масло, поэтому откручивайте плиту осторожно.
  8. Отвинтите болт соленоида. Снимите кронштейн крепления. Выньте клапан.
  9. Подробнее изучите нюансы открытия и промывки гидроблока своей модели АКПП.
  10. После сборки промытой гидроплиты, установите соленоиды по схеме.
  11. Соберите коробку в обратной последовательности с новым фильтром и прокладками.
  12. Всю слитую жидкость из сливного отверстия, поддона, гидроблока, соленоидов соберите в одну ёмкость. Измерьте общий объём. Залейте в коробку чистую ATF в количестве слитой, добавив 100 — 300 мл для компенсации разлитой жижи.
  13. Прогрейте АКПП.
  14. Проверьте уровень масла.

Читать

Слабые места и ремонт АКПП Mercedes Benz

Обратите внимание

На многих современных автомобилях есть функция самодиагностики. В случае, если уровень сопротивления увеличивается на одном из соленоидов, данный сигнал поступает на ЭБУ, а затем на панели загорается соответствующая ошибка.

Также отметим, что не все клапаны можно проверить посредством мультиметра. Это касается современных PWM-соленоидов. Они имеют сложную конструкцию и требуют наличие компьютера для проверки кривой (по ней меряется уровень давления в зависимости от подаваемого тока). Эту операцию лучше доверить квалифицированному электрику.

image

Для чего нужно промывать автоматическую коробку передач

Процедура промывки АКПП важна по той причине, что во время работы, смазывающее средство теряет свои моющие свойства. Масло постепенно накапливает в себе продукты износа механических деталей, разнося их по всей коробке переключения скоростей.

При рабочей температуре в 70 – 80 градусов по Цельсию эти продукты плавятся, а затем во время остывания автомата оседают на тех местах, где остановились в последний раз. Таким образом образуется нагар.

Например:

  • на магнитах поддона можно увидеть металлическую стружку;
  • на фрикционных дисках образуются налипшие комки от перегретой резины фрикционов;
  • в клапанах гидроблока оседает стружки и накипь от отработанной жидкости, которая оставляет свои следы на стенках. В результате клапана перестают своевременно закрываться и открываться.

Вышеперечисленные причины приводят к тому, что внутри АКПП падает давление, появляются рывки и пинки. Автомат может упасть в аварийный режим и автомобиль не тронется с места.

Внимание! Многие автолюбители скажут, что промывка – это та же полная замена трансмиссионной жидкости и не нужно лишний раз разбирать автомат. Эксперты утверждают, что какой бы ни была полной смена смазывающей жидкости, часть масла с продуктами износа остается в глубоких уголках АКПП и не вымывается ни при какой замене.

Поэтому промывка коробки автомат должна проводится регулярно с каждым профилактическим техническим обслуживанием.

Читать

Расположение и настройка регулировочного болта АКПП Ford Focus 2

Как устранить неисправность в соленоиде

Для начала стоит убедиться, что соленоид цел. Для этого его необходимо прозвонить, чтобы исключить обрыв, после чего замерить его сопротивление, сравнив его с паспортным. Если сопротивление в норме и обрыва нет, переходим к следующему пункту.

Если соленоид цел, значит что-то мешает передвигаться его стержню. В клапанах адсорбера может всосать уголь, в заслонках забиваются грязью и жиром шарниры заслонок, в форсунках образуется налет или выработка — в общем попробуйте пошевелить механизм рукой, пытаясь понять, что мешает двигаться. Если рукой не долезть, или придется разбирать узел на свой страх и риск или промывать его моющими жидкостями или заменять, так и не узнав, что же случилось.

Помните: топливные форсунки и клапаны АБС пытаться разобрать и починить очень опасно. Это хорошо, если вы их просто сломаете, но если вам удастся их собрать, то последствия установки «восстановленной» детали будут скорее всего плачевными.

РЕКОМЕНДУЕМ ТАКЖЕ ПРОЧИТАТЬ:

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.

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.

Чем чревато?

Многих автовладельцев часто волнует вопрос о том, можно ли игнорировать отработавший свой ресурс электроклапан и чем это чревато, если ли какая –то альтернатива или нужно срочно ехать в СТО.

Давайте по порядку. По сути электроклапана открывают канал, заблокированного сцепления фрикционов. Конечно скоростя можно переключать и с толчками, не страшно, тем более что вы знаете, что это неисправный клапан. Но при этом, нельзя также забывать и о том, что может быть не до конца открытым либо закрытым сам канал, что сродни недоотжатому в МКП сцеплению.

Это создаст недостачу давления и работу в сухом режиме, что станет причиной сжигания и масла и фрикционов, начнется выработка всего железа и втулки. В конечном итоге вы получите смерть соленоидов из-за их работы на полное сечение.

Опасность неисправных соленоидов

В чем заключается опасность? Если данные клапаны имеют высокое сопротивление, они не могут открываться в нужный момент. таким образом, в коробке существенно увеличивается давление. И в один момент клапан открывается. После этого водитель ощущает заметный рывок. Это плохой признак. Нужно помнить, что повышенное давление в коробке может привести к повреждению барабанов автоматической трансмиссии.

Что это значит?

Лишь то, что после выработки ресурса втулок вибрации, полетят все валы, а также и сочленения. Итог будет таковым, что ремонтировать вашу коробку уже не будет смысла, проще будет купить ее новую.

Поэтому любите свое авто, как себя, делайте все вовремя и машинка прослужит вам долгие годы. Ведь неверную работу клапанов-соленоидов можно сравнить с болезнью человека, такой как ангина или ГРИПП. Перенося которую на ногах, человек гробит свое сердце навсегда, так и тут.

Какие функции выполняют соленоиды АКПП?

Большинство механических коробок передач не имеют соленоидов. Однако в автоматических КПП они используются для облегчения переключения передач. Соленоиды — это электрогидравлические клапаны, которые управляют одной или несколькими шестернями в зависимости от трансмиссии и конструкции автомобиля. Они контролируют поток трансмиссионной жидкости, открывая или закрывая его, на основе данных электрических сигналов от блока управления.

Виды соленоидов

Как стало ясно из предыдущего пункта статьи, управление АКПП без соленоидов представить сложно. В зависимости от того, по какому принципу работают данные механизмы, принято выделять несколько поколений установок. На сегодняшний день выделяются три основных вида соленоидов:

  • Первый – стандартный электромеханический клапан, работающий по принципу «полностью отрыть канал подачи масла или же полностью закрыть его». Соответственно, при открытом положении такого соленоида по каналу гидроблока свободно протекает трансмиссионная жидкость, а при закрытом — масло не течёт;
  • Второй – соленоид, представленный электромагнитным клапаном. Такие механизмы одно время были очень популярны в сфере автомобилестроения, так как могли точно организовать работу АКПП. Несмотря на это, низкая надёжность электромагнитных соленоидов сильно подорвала их популярность, поэтому в масштабном автомобилестроении они практически не используются. Главная фишка данных устройств заключается в том, что стержень может не только полностью открыть или закрыть канал подачи масла, но и сделать это частично, мягко регулируя подачу трансмиссионной жидкости;
  • Третий – соленоид, представленный усовершенствованным электромагнитным клапаном. Данный механизм имеет в своей конструкции не просто запирающий/открывающий канал стержень, а тонко работающий гидравлический клапан. Работа подобных соленоидов основана на том, что контроль движения масла осуществляется при помощи шарового клапана. По сути, такое устройство позволяет организовать тонкую настройку работы АКПП, но при этом является заметно надёжней второго типа соленоидов, поэтому во время своего появления получило широкое применение. Более того, новейшие соленоиды имеют в конструкции фильтрующий элемент, который при пропускании через него трансмиссионной жидкости отсеивает лишний мусор и существенно продлевает срок службы коробки.

Читайте также:  Перетяжка салона автомобиля своими руками от А до Я

С течением времени конструкция автомата становилась всё более и более сложной, поэтому усложнялись и принципы работы соленоидов АКПП, из-за чего они подвергались усиленной модернизации. Основные совершенствования касались того, чтобы переложить на клапан дополнительные функции по типу сброса давления в конкретном блоке сцепления коробки или заблокировать муфту гидротрансформатора.

Типы соленоидов в современных коробках

Идеи автомобильных инженеров позволили достичь подобных задач. Теперь многочисленные типы соленоидов не только отвечают за переключение передач, но и тонко управляют режимами работы АКПП. Сегодня стандартный автомат имеет в конструкции 6 типов соленоидов:

  • Соленоид EPC-формации или клапан линейного давления. Данный соленоид является важнейшим в конструкции АКПП и всегда стоит в гидроблоке первым. Основной функцией линейного соленоида является контроль подачи масла в конкретный канал. Нагрузка на данный механизм высока, поэтому он ломается чаще всего и подлежит первоочередной проверке;
  • Соленоид TCC-формации или клапан, блокирующий муфту гидротрансформатора. Данное устройство, как правило, включается при работе мотора на высоких оборотах и частично отвечает за повышение КПД мотора. При «слабой» езде этот соленоид не работает;
  • Соленоид Shift-формации или клапан-шифтовик. Располагается за линейным клапаном, имеет сложную структуру и выполняет важнейшую функцию всего гидроблока – переключает передачи посредством отточенной подачи трансмиссионной жидкости по соответствующим каналам;
  • Управляющий соленоид. Пожалуй, наиболее простое устройство во всём гидроблоке, ибо имеет лишь одну несложную функцию – контроль за работой всех остальных соленоидов. Функционирование управляющего клапана очень схоже с тем, как работает транзистор любой микросхемы;
  • Соленоид проскальзывания. Подобный клапан организует плавность перехода с одной передачи на другую, то есть, переводя работу автомата в режим проскальзывания;
  • Соленоид охлаждения. Этот же механизм пускает нагретое масло АКПП в отделы охлаждения, что необходимо для стабильной работы коробки.

Важно понимать, что для каждой пары сцепления (передачи) имеется не один соленоид, а сразу несколько из отмеченных выше. Стабильная и беспроблемная работа АКПП возможна лишь при нормальной работе всех клапанов гидроблока, поэтому относиться к ним нужно с должным уровнем ответственности.

Как работают трансмиссионные соленоиды?

Датчики скорости в двигателе автомобиля постоянно отслеживают ход транспортного средства и анализируют, что необходимо отрегулировать. Например, они определяют момент, когда необходимо переключать передачи, чтобы получить необходимую мощность и скорость движения. Датчики скорости работают с блоками ECU или TCM и посылают через них сигналы на соленоиды о необходимости их открытия или закрытия. Такая система и позволяет переключать передачи.

Соленоиды трансмиссии имеют подпружиненный поршень внутри, который обмотан проводом, соединенным с датчиками скорости и ECU или TCM. Через этот провод они получают сигналы для регулировки потока гидравлической жидкости в трансмиссии.

Типичные проблемы

Очень часто соленоиды приходят в негодность из-за перегорания электрообмотки. На плунжере появляется нагар. Он забивается очень мелкой пылью от различных расходных материалов и узлов. Клапан-золотник в таких случаях начинает клинить либо при рабочей температуре масла, либо «холодным». Это легко исправляется путем промывки в специальных растворителях. Мастера применяют для очистки деталей ультразвук или переменный ток. В некоторых случаях фрикционная накладка истирается до клеевого вещества. Тогда к нагару вместе с пылью, присоединяется еще и клей. Это существенно усложнит процедуру ремонта.

Рекомендуем: Выжимной подшипник, его роль в системе сцепления автомобиля

Популярной причиной поломки также является износ составных частей самого соленоида. Это может быть:

  • манифольд;
  • втулки;
  • клапан;
  • плунжер;
  • шарик.

Чаще всего, по своему опыту могу сказать, что засоряется сам плунжер продуктами от износа фрикционов. Тогда и появляются проблемы в переключении. Появившийся на поверхности нагар истирает трущиеся поверхности клапанов, втулок. Бронзовые втулки истираются очень часто. Есть специальные наборы для самостоятельной замены втулок. Они существенно продлевают срок службы.

Соленоиды имеют свой срок службы. Он исчисляется количеством открываний –закрывания. Эта цифра находится в пределах диапазона от 300 000 до 400 000 циклов. Когда именно это произойдет, не всегда зависит от пробега, но в значительной степени больше зависит от работы электронного блока управления при нажатии на педаль газа. В некоторых коробках передач предусмотрен такой механизм работы, при котором одни работают на порядок интенсивнее других. Вследствие этого они выработают ресурс раньше.

Еще одной частой распространенной причиной поломки становятся различные механические повреждения (трещины) в корпусе. Может быть, и недостаточно упруга сама пружина. Или же случился обрыв электрической обмотки.

Каковы признаки выхода из строя соленоидов?

Как правило, выход из строя соленоида не потребует аварийного ремонта, скорее всего вы сможете некоторое время продолжать управлять автомобилем. Тем не менее, вы заметите определенные признаки неисправности.

  1. Задержка или ошибочное переключение передач Если вы заметите, что переключение передач занимает немного больше времени, это может быть признаком неисправного соленоида. Причиной неисправности может быть изношенная или сильно загрязненная трансмиссионная жидкость, использование которой ведет к тому, что соленоиды заедают в открытом или закрытом положении, что затрудняет переключение передач в случае необходимости.
  2. Передача не переключается при торможении. Это также признак неисправного соленоида. Причиной опять же является грязная трансмиссионная жидкость. Если электромагнитный клапан застрял открытым или закрытым, он не будет так легко реагировать на сигналы от ECU или TCM, сообщающие ему о замедлении автомобиля.
  3. Передача застревает на нейтральной Это еще один признак заедания одного или нескольких соленоидов в открытом или закрытом положении из-за использования загрязненной трансмиссионной жидкости. Пока соленоид не получит сигнал для переключения на первую передачу, он не сможет выполнить требуемое действие, что ведет к нестабильному переключению передач.
  4. Горит индикатор проверки двигателя Это верный признак того, что вам нужно доставить автомобиль на СТО для диагностики. Если неисправность соленоидов привела к активации индикатора проверки двигателя, будьте готовы к тому, что трансмиссия может перейти в режим бездействия или в режим повышенной безопасности.

Почему используют АКПП?

Соленоид в АКПП является специальным устройством, которое выступает электромагнитным регулирующим клапаном или регулирующим клапаном. Он производит открытие и закрытие специального канала подачи смазочного масла. В конструкции АКПП соленоиды несут ответственность именно за работу масляного канала коробки. При этом работа устройства осуществляется за счет поступающих от ЭБУ команд. Когда ЭБУ отправляет электроимпульс с определенной частотой, соленоид в это время следит за значением давления смазочного материала и выполняет быстрое переключение скорости или же съем блокировки с гидравлических трансформаторов. В плане конструктивных особенностей в этом нет ничего сложного. По сути это обычный стержень из металла, который обвит спиралью для прохождения постоянного тока. Внутри стержень подвижен и когда на него действует ток, он начинает перемещаться с помощью пружинки от конца спирали к началу. Это и приводит к закрытию или открытию потока смазочной жидкости.

Читайте также:  Плюсы и минусы изделий из стеклопластика, где применяется данный материал

Как устранить неисправность в соленоиде

Для начала стоит убедиться, что соленоид цел. Для этого его необходимо прозвонить, чтобы исключить обрыв, после чего замерить его сопротивление, сравнив его с паспортным. Если сопротивление в норме и обрыва нет, переходим к следующему пункту.

Если соленоид цел, значит что-то мешает передвигаться его стержню. В клапанах адсорбера может всосать уголь, в заслонках забиваются грязью и жиром шарниры заслонок, в форсунках образуется налет или выработка — в общем попробуйте пошевелить механизм рукой, пытаясь понять, что мешает двигаться. Если рукой не долезть, или придется разбирать узел на свой страх и риск или промывать его моющими жидкостями или заменять, так и не узнав, что же случилось.

Помните: топливные форсунки и клапаны АБС пытаться разобрать и починить очень опасно. Это хорошо, если вы их просто сломаете, но если вам удастся их собрать, то последствия установки «восстановленной» детали будут скорее всего плачевными.

РЕКОМЕНДУЕМ ТАКЖЕ ПРОЧИТАТЬ:

1. Реле применяют для включения и выключения цепей, по которым течет большой ток, затрачивая при этом для управления ток значительно меньшей сипы (см. рис. 1.12). Типичным примером является цель включения стартера, который потребляет ток в несколько сотен ампер. В данном случае провода, соединяющие стартер с аккумулятором, должны быть толстыми и короткими, чтобы максимально снизить в них потери. По этим причинам их невозможно протащить к какому-нибудь выключателю в салоне. Реле решает эту проблему, поскольку его можно расположить в непосредственной близости от аккумулятора, а управлять им можно из салона с помощью тонкого гибкого провода любой длины.

2. Хорошо известно, что магнитное поле притягивает любой железный предмет, оказавшийся поблизости. Это явление используется в электромагните, в котором железный сердечник притягивается магнитным полем, если через катушку возбуждения пустить ток. Движением железного сердечника или якоря можно замкнуть или разомкнуть электрические контакты, которые дальше можно использовать в различных целях, о которых мы поговорим ниже.

Рис. 1.12. Принципиальная схема реле.

3.Простейшее реле изображено на рис. 1.13. Якорь этого реле удерживается в верхнем положении с помощью плоской пружины. При подключении катушки к источнику напряжения через катушку начинает течь ток, создающий магнитное поле. Якорь при этом притягивается к катушке, преодолевая сопротивление пружины, и замыкает контакты некоторой внешней электрической цепи. При отключении управляющей катушки магнитное поле исчезает, и якорь под действием пружины возвращается в исходное положение, размыкая контакты. Реле такого типа широко используются в электрооборудовании автомобилей.

4.Соленоид – это несколько иной тип исполнительного устройства. Его действие основано на том, что железный сердечник, помещенный в катушку, по которой проходит электрический ток, стремится занять в этой катушке среднее положение (см. рис. 1.14). Силы, с которой якорь соленоида втягивается в катушку, оказывается достаточно, чтобы, например, ввести в зацепление шестерню стартера с зубчатым венцом маховика, да еще и включить контакты, которые могут передать большой ток.

Рис. 1.13. Электромагнитное реле.

Рис. 1.14. Схема стартерного соленоида.

Похожие статьи

Содержание раздела: «Основы электротехники и электроники» Введение Что такое Атом? Атом-источник электричества Что такое свободные электроны (проводимость)?

Главное меню

Контакты

680000, г. Хабаровск,Пр-т 60 лет Октября, 170, стр З(4212) 75-60-25, 75-60-26, 94-12-16Подробнее…

Новые публикации

ДВ Новости

Про магнитное поле, соленоиды и электромагниты

Магнитное поле электрического тока

Магнитное поле создается не только естественными или искусственными постоянными магнитами, но и проводником, если по нему проходит электрический ток. Следовательно, существует связь между магнитными и электрическими явлениями.

Убедиться в том, что вокруг проводника, по которому проходит ток, образуется магнитное поле, нетрудно. Над подвижной магнитной стрелке параллельно ей поместите прямолинейный проводник и пропустите через него электрический ток. Стрелка займет положение, перпендикулярное проводнику.

Какие же силы могли заставить повернуться магнитную стрелку? Очевидно, силы магнитного поля, возникшего вокруг проводника. Выключите ток, и магнитная стрелка займет свое обычное положение. Это говорит о том, что с выключением тока исчезло и магнитное поле проводника.

image

Таким образом, проходящий по проводнику электрический ток создает магнитное поле. Чтобы узнать, в какую сторону отклонится магнитная стрелка, применяют правило правой руки. Если расположить над проводником правую руку ладонью вниз так, чтобы направление тока совпадало с направлением пальцев, то отогнутый большой палец покажет направление отклонения северного полюса магнитной стрелки, помещенной под проводником. Пользуясь этим правилом и зная полярность стрелки, можно определить также направление тока в проводнике.

Магнитное поле прямолинейного проводника имеет форму концентрических кругов. Если расположить над проводником правую руку ладонью вниз так, чтобы ток как бы выходил из пальцев, то отогнутый большой палец укажет на северный полюс магнитной стрелки.Такое поле называется круговым магнитным полем.

Направление силовых линий кругового поля зависит от направления электрического тока в проводнике и определяется так называемым правилом «буравчика». Если буравчик мысленно ввинчивать по направлению тока, то направление вращения его ручки будет совпадать с направлением магнитных силовых линий поля. Применяя это правило, можно узнать направление тока в проводнике, если известно направление силовых линий поля, созданного этим током.

Возвращаясь к опыту с магнитной стрелкой, можно убедиться в том, что она всегда располагается своим северным концом по направлению силовых линий магнитного поля.

Итак, вокруг прямолинейного проводника, по которому проходит электрический ток, возникает магнитное поле. Оно имеет форму концентрических кругов и называется круговым магнитным полем.

Соленоид. Магнитное поле соленоида

В электротехнике мы имеем дело с различного рода катушками, состоящими из ряда витков. Для изучения интересующего нас магнитного поля катушки рассмотрим сначала, какую форму имеет магнитное поле одного витка.

Магнитное поле возникает вокруг любого проводника независимо от его формы при условии, что по проводнику проходит электрический ток.

image

Представим себе виток толстого провода, пронизывающий лист картона и присоединенный к источнику тока. Когда через виток проходит электрический ток, то вокруг каждой отдельной части витка образуется круговое магнитное поле. По правилу «буравчика» нетрудно определить, что магнитные силовые линии внутри витка имеют одинаковое направление (к нам или от нас, в зависимости от направления тока в витке), причем они выходят с одной стороны витка и входят в другую сторону. Ряд таких витков, имеющий форму спирали, представляет собой так называемый соленоид (катушку).

Вокруг соленоида, при прохождении через него тока, образуется магнитное поле. Оно получается в результате сложения магнитных полей каждого витка и по форме напоминает магнитное поле прямолинейного магнита. Силовые линии магнитного поля соленоида, так же как и в прямолинейном магните, выходят из одного конца соленоида и возвращаются в другой. Внутри соленоида они имеют одинаковое направление. Таким образом, концы соленоида обладают полярностью. Тот конец, из которого выходят силовые линии, является северным полюсом соленоида, а конец, в который силовые линии входят, — его южным полюсом.

Полюса соленоида можно определить по правилу правой руки, но для этого надо знать направление тока в его витках. Если наложить на соленоид правую руку ладонью вниз, так чтобы ток как бы выходил из пальцев, то отогнутый большой палец укажет на северный полюс соленоида. Из этого правила следует, что полярность соленоида зависит от направления тока в нем. В этом нетрудно убедиться практически, поднеся к одному из полюсов соленоида магнитную стрелку и затем изменив направление тока в соленоиде. Стрелка моментально повернется на 180°, т. е. укажет на то, что полюсы соленоида изменились.

Соленоид обладает свойством втягивать в себя легкие железные предметы. Если внутрь соленоида поместить стальной брусок, то через некоторое время под действием магнитного поля соленоида брусок намагнитится. Этот способ применяют при изготовлении постоянных магнитов.

image

Электромагниты

Электромагнит представляет собой катушку (соленоид) с помещенным внутрь нее железным сердечником. Формы и размеры электромагнитов разнообразны, однако общее устройство всех их одинаково.

Катушка электромагнита представляет собой каркас, изготовленный чаще всего из прессшпана или фибры и имеющий различные формы в зависимости от назначения электромагнита. На каркас намотана в несколько слоев медная изолированная проволока — обмотка электромагнита. Она имеет различночисло витков и изготовляется из проволоки различного диаметра, в зависимости от назначения электромагнита.

Для предохранения изоляции обмотки от механических повреждений обмотку покрывают одним или несколькими слоями бумаги или каким-либо другим изолирующим материалом. Начало и конец обмотки выводят наружу и присоединяют к выводным клеммам, укрепленным на каркасе, или к гибким проводникам с наконечниками на концах.

imageКатушка электромагнита насажена на сердечник из мягкого, отожженного железа или сплавов железа с кремнием, никелем и т. д. Такое железо обладает наименьшим остаточным магнетизмом. Сердечники чаще всего делают составными из тонких листов, изолированных друг от друга. Формы сердечников могут быть различными, в зависимости от назначения электромагнита.

Если по обмотке электромагнита пропустить электрический ток, то вокруг обмотки образуется магнитное поле, которое намагничивает сердечник. Так как сердечник сделан из мягкого железа; то он намагнитится мгновенно. Если затем выключить ток, то магнитные свойства сердечника также быстро исчезнут, и он перестанет быть магнитом. Полюсы электромагнита, как и соленоида, определяются по правилу правой руки. Если в обмотке электромагнита изменить направление тока, то в соответствии с этим изменится и полярность электромагнита.

Кроме того, сила притяжения постоянного магнита неизменна, так как неизменен магнитный поток постоянного магнита. Сила же притяжения электромагнита не является величиной постоянной. Один и тот же электромагнитможет обладать различной силой притяжения. Сила притяжения всякого магнита зависит от величины его магнитного потока.

image

Сила притяжения электромагнита, а следовательно, и его магнитный поток зависят от величины тока, проходящего через обмотку этого электромагнита. Чем больше ток, тем больше сила притяжения электромагнита, и, наоборот, чем меньше ток в обмотке электромагнита, тем с меньшей силой он притягивает к себе магнитные тела.

imageНо для различных по своему устройству и размерам электромагнитов сила их притяжения зависит не только от величины тока в обмотке. Если, например, взять два электромагнита одинакового устройства и размеров, но один с небольшим числом витков обмотки, а другой — с гораздо большим, то нетрудно убедиться, что при одном и том же токе сила притяжения последнего будет гораздо больше. Действительно, чем больше число витков обмотки, тем большее при данном токе создается вокруг этой обмотки магнитное поле, так как оно слагается из магнитных полей каждого витка. Значит, магнитный поток электромагнита, а следовательно, и сила его притяжения будут тем больше, чем большее количество витков имеет обмотка.

Есть еще одна причина, влияющая на величину магнитного потока электромагнита. Это — качество его магнитной цепи. Магнитной цепью называется путь, по которому замыкается магнитный поток. Магнитная цепь обладает определенным магнитным сопротивлением. Магнитное сопротивление зависит от магнитной проницаемости среды, через которую проходит магнитный поток. Чем больше магнитная проницаемость этой среды, тем меньше ее магнитное сопротивление.

imageТак как магнитная проницаемость ферромагнитных тел (железа, стали) во много раз больше магнитной проницаемости воздуха, поэтому выгоднее делать электромагниты так, чтобы их магнитная цепь не содержала в себе воздушных участков. Произведение силы тока на число витков обмотки электромагнита называется магнитодвижущей силой. Магнитодвижущая сила измеряется числом ампер-витков.

Например, по обмотке электромагнита, имеющего 1200 витков, проходит ток силой 50 ма. Магнитодвижущая сила такого электромагнита равна 0,05 х 1200 = 60 ампер-витков.

Действие магнитодвижущей силы аналогично действию электродвижущей силы в электрической цепи. Подобно тому как ЭДС является причиной возникновения электрического тока, магнитодвижущая сила создает магнитный поток в электромагните. Точно так же, как в электрической цепи с увеличением ЭДС увеличивается ток в цени, так и в магнитной цепи с увеличением магнитодвижущей силы увеличивается магнитный поток.

Действие магнитного сопротивления аналогично действию электрического сопротивления цепи. Как с увеличением сопротивления электрической цепи уменьшается ток, так и в магнитной цепи увеличение магнитного сопротивления вызывает уменьшение магнитного потока.

Зависимость магнитного потока электромагнита от магнитодвижущей силы и его магнитного сопротивления можно выразить формулой, аналогичной формуле закона Ома: магнитодвижущая сила = (магнитный поток/ магнитное сопротивление)

Магнитный поток равен магнитодвижущей силе, деленной на магнитное сопротивление.

Число витков обмотки и магнитное сопротивление для каждого электромагнита есть величина постоянная. Поэтому магнитный поток данного электромагнита изменяется только с изменением тока, проходящего по обмотке. Так как сила притяжения электромагнита обусловливается его магнитным потоком, то, чтобы увеличить (или уменьшить) силу притяжения электромагнита, надо соответственно увеличить (или уменьшить) ток в его обмотке.

Поляризованный электромагнит

Поляризованный электромагнит представляет собой соединение постоянного магнита с электромагнитом. Он устроен таким образом. К полюсам постоянного магнита прикреплены так называемые полюсные надставки из мягкого железа. Каждая полюсная надставка служит сердечником электромагнита, на нее насаживается катушка с обмоткой. Обе обмотки соединяются между собой последовательно.

Так как полюсные надставки непосредственно присоединены к полюсам постоянного магнита, то они обладают магнитными свойствами и при отсутствии тока в обмотках; при этом сила притяжения их неизменна и обусловливается магнитным потоком постоянного магнита.

Действие поляризованного электромагнита заключается в том, что при прохождении тока по его обмоткам сила притяжения его полюсов возрастает или уменьшается в зависимости от величины и направления тока в обмотках. На этом свойстве поляризованного электромагнита основано действие электромагнитных поляризованных реле и других электротехнических устройств.

Действие магнитного поля на проводник с током

Если в магнитное поле поместить проводник так, чтобы он был расположен перпендикулярно силовым линиям поля, и пропустить по этому проводнику электрический ток, то проводник придет в движение и будет выталкиваться из магнитного поля.

В результате взаимодействия магнитного поля с электрическим током проводник приходит в движение, т. е. электрическая энергия превращается в механическую.

Сила, с которой проводник выталкивается из магнитного поля, зависит от величины магнитного потока магнита, силы тока в проводнике и длины той части проводника, которую пересекают силовые линии поля. Направление действия этой силы, т. е. направление движения проводника, зависит от направления тока в проводнике и определяется по правилу левой руки.

Если держать ладонь левой руки так, чтобы в нее входили магнитные силовые линии поля, а вытянутые четыре пальца были обращены по направлению тока в проводнике, то отогнутый большой палец укажет направление движения проводника. Применяя это правило, надо помнить, что силовые линии поля выходят из северного полюса магнита.

На этом пока все.

Наши Партнеры

—>

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
А как считаете Вы?
Напишите в комментариях, что вы думаете – согласны
ли со статьей или есть что добавить?
Добавить комментарий