To więcej niż olej. To płynna technologia.

  1. Strona główna
  2. Materiały szkoleniowe
  3. Castrol FastScan
  4. Dlaczego należy wymieniać olej ATF w automatycznych skrzyniach biegów?

Dlaczego należy wymieniać olej ATF w automatycznych skrzyniach biegów?

1. Wstęp

Teoria, a rzeczywistość


Wielu właścicieli samochodów wyposażonych w automatyczne skrzynie biegów waha się i zwleka z wykonaniem wymiany oleju przekładniowego ATF. Opinie dotyczące tej tematyki są bardzo rozbieżne. Dodatkowo, wielu producentów samochodów nie przewiduje wymiany oleju w automatycznych skrzyniach biegów, podczas wykonywania standardowych przeglądów okresowych. Należy jednak zwrócić uwagę na fakt, iż producenci samochodów nie zakazują lub nie odradzają wymiany oleju, a jedynie nie przewidują tego podczas standardowej procedury serwisowej. Z założenia, automatyczna skrzynia biegów musi utrzymać sprawność i umożliwić bezawaryjną eksploatację w okresie gwarancyjnym pojazdu. W celu zapewnienia bezawaryjnej eksploatacji w dłuższym okresie czasu, znacznie po okresie gwarancyjnym, o automatyczną skrzynię biegów należy odpowiednio zadbać. W myśl zasady „lepiej zapobiegać niż leczyć”, zalecana jest profilaktyka. Praktyka serwisowa pokazuje jednoznacznie, że automatyczne skrzynie biegów, eksploatowane bezobsługowo na dystansach powyżej 200 000 km w sytuacji, kiedy pojawiają się pierwsze objawy zużycia, szarpanie czy przeciąganie biegów, nadają się zwykle do remontu, i sama wymiana oleju najczęściej nie jest w stanie ich uzdrowić.  Aby jednoznacznie rozprawić się z mitami dotyczącymi tego tematu, należy zacząć od początku i przedstawić stosowane oleje i ich właściwości przez pryzmat zasady działania automatycznych skrzyń biegów.

2. Funkcje oleju przekładniowego w poszczególnych układach automatycznej skrzyni biegów
Olej stosowany w automatycznych skrzyniach biegów jest mieszaniną bardzo złożoną, dlatego często jako synonim stosowana jest nazwa „płyn” (ang. ATF – automatic transmission fluid). Wiąże się to z wieloma funkcjami jakie to medium musi spełniać. Oprócz podstawowej bazy, olej posiada wiele dodatków spełniających określone funkcje, tj. m. in.: inhibitory korozji, inhibitory utleniania, depresatory (temperatury), modyfikatory tarcia, modyfikatory wskaźnika lepkości (polimery), detergenty, dyspergatory, dodatki antypienne, spęczniające i przeciwzużyciowe.
2.1. Przekładnik momentu obrotowego
Pierwszym elementem automatycznej skrzyni biegów, w którym są testowane właściwości oleju przekładniowego jest konwerter (fot. 1). Element odpowiedzialny za przekazanie momentu obrotowego z wału korbowego na wałek wejściowy skrzyni biegów. Często nazywany zamiennie: przekładnikiem momentu obrotowego, przekładnią hydrokinetyczną lub bąkiem. Podczas jazdy, a w szczególności przyspieszania, medium zapewaniającym przeniesienie momentu obrotowego z silnika do skrzyni biegów jest właśnie płyn przekładniowy. Nie ma tutaj mechanicznego połączenia tak, jak ma to miejsce w klasycznym sprzęgle, w manualnej skrzyni biegów. To olej wprawiony w ruch przez łopatki pompy (fot. 1 – B) wprawia w ruch turbinę (fot. 1 – A) zazębioną z wałkiem wejściowym skrzyni. Niezwykle istotne w tym miejscu są parametry oleju, odpowiednia lepkość i wskaźnik tarcia, jego właściwości przeciwpienne, odporność na temperaturę i ściskanie. Dodatkowo, w konwerterze znajduje się sprzęgło cierne (fot. 1 – C). Jest ono uruchamiane w specyficznych warunkach pracy, aby zwiększyć sprawność konwertera, zmniejszając tym samym straty i spalanie paliwa. Podczas załączania sprzęgła dochodzi punktowo do znacznego wzrostu temperatury, która prowadzi do degradacji oleju. Musi zostać zachowany odpowiedni współczynnik tarcia. Niezwykle ważne są również właściwości smarne, aby nie doszło do spalenia okładziny ciernej. Bardzo istotnym składnikiem oleju są dyspergatory i dekarbonizatory, których zadaniem jest m. in. rozpuszczanie cząstek sadzy i zapobieganie zbijaniu się w grudki cząsteczek powstałych w trakcie tarcia okładzin ciernych.
Converter elements: A - Turbine, B - Pump, C - Lock-up clutch, D - Reactor

W konwerterze znajduje się również kierownica (fot. 1 – D) posiadająca łożysko ze sprzęgłem jednokierunkowym. Właściwości odprowadzania temperatury, właściwy współczynnik tarcia i właściwości smarne są kluczowe dla jego poprawnego działania. W praktyce serwisowej często dochodzi do zerwania sprzęgła, w konsekwencji czego samochód rozpędza się bardzo powoli, nie reagując dynamicznie na wciśnięcie pedału przyspieszenia.

 

 

2.2 Kosze sprzęgłowe i hamulcowe. Wpływ powstających zanieczyszczeń na pracę modułu hydraulicznego
Elementami, które w znacznym stopniu wpływają na degradację i zanieczyszczenie oleju, są wielopłytkowe sprzęgła i hamulce (fot. 2). Podczas załączenia sprzęgieł dochodzi punktowo do znacznego wzrostu temperatury oleju (ok. 400°C) oraz jego karbonizacji. Powoduje to szybkie zużywanie się dodatków, niezbędnych do prawidłowej pracy mechanizmów skrzyni oraz chroniących ją przed nadmiernym zużyciem. Jeśli dyspergatory i dekarbonizatory ulegną zużyciu, nie zapobiegają powstawaniu grudek sadzy i pyłu z materiału ciernego, które następnie trafiają do modułu mechatronicznego.
Fot. 2. Zestaw tarcz ciernych i przekładek sprzęgła
Fot. 2. Zestaw tarcz ciernych i przekładek sprzęgła
Powstałe zanieczyszczenia zatykają kanały wewnętrze i filtry modułu hydraulicznego. Blokują ruch tłoczków w module (fot. 3) i elektrozaworach, co prowadzi do obniżenia komfortu eksploatacyjnego, tj. np. szarpania podczas zmiany przełożeń. W przypadku dłuższej eksploatacji pojazdu, nagromadzone zanieczyszczenia i opiłki powodują wycieranie kanałów i tłoczków, które tracą ostatecznie swoją szczelność. 
Fot. 3. Tłoczek hydraulicznego modułu sterującego
Fot. 3. Tłoczek hydraulicznego modułu sterującego
2.3 Zespoły planetarne
Kolejnym kluczowym elementem każdej klasycznej automatycznej skrzyni biegów są zespoły planetarne (fot. 4), składające się z kół zębatych i koła pierścieniowego, na stałe zazębione ze sobą. Płyn przekładniowy musi posiadać odpowiednie właściwości, zapobiegające zużyciu kół zębatych, gdyż ich wytarcie powoduje powstawanie zbyt dużego luzu między zębnego. Nadmierny luz w pierwszej kolejności objawia się głośniejszą pracą automatycznej skrzyni biegów. Aby omawiany zespół planetarny mógł pełnić swoją funkcję, jego satelity muszą mieć możliwość obrotu wokół własnej osi. Dlatego elementy te są osadzone i ułożyskowane na jarzmach. Jeśli na skutek długiego okresu użytkowania samochodu bez wymiany oleju, modyfikatory tarcia w nim zawarte zostaną zużyte, a sam olej ulegnie utlenieniu, dochodzi do szybkiego zużycia łożysk poszczególnych satelit. Dodatkowo, w wielu automatycznych skrzyniach biegów, aby zmniejszyć ich masę, jarzma są wykonane z aluminium, które jest podatne na wytarcie. Nieprawidłowe łożyskowanie satelit i ich luz osiowy, powstały na skutek wytarcia osadzenia łożyska, jest bardzo niebezpieczny oraz często prowadzi do poważnych i kosztownych w naprawach uszkodzeń. Zespół planetarny jest zwartym elementem. Jeśli dojdzie do przyblokowania satelity jest ona wypychana na zewnątrz zespołu, niszcząc go oraz elementy znajdujące się w pobliżu, tj.: kosze sprzęgłowe z zestawami tarcz ciernych i przekładek. 
Fot. 4. Zespół planetarny automatycznej skrzyni biegów
Fot. 4. Zespół planetarny automatycznej skrzyni biegów
2.4 Uszczelnienia
Za znaczną część usterek i niepoprawnego działania automatycznych skrzyń biegów są często odpowiedzialne uszkodzone uszczelniania gumowe, znajdujące się w skrzyni. Dlatego ich ochrona i utrzymanie w odpowiednim stanie jest kluczowa dla długotrwałej i niezawodnej pracy automatycznej skrzyni biegów. Sprzęgła i hamulce, o których była wcześniej mowa są uruchamiane przy pomocy tłoków. Posiadają one uszczelnienia gumowe (fot. 6). Jeśli olej nie jest wymieniany, dodatki które chronią i zmiękczają uszczelnienia gumowe tracą swoje właściwości, co prowadzi do twardnienia i pękania elementów gumowych. W takiej sytuacji, sterownik elektrohydrauliczny nie jest w stanie zbudować wystarczającego ciśnienia w odpowiednio krótkim czasie, co powoduje niewłaściwe załączanie konkretnego sprzęgła bądź hamulca. Skutkuje to szarpaniem skrzyni, a przy dużych stratach ciśnienia uruchamianiem awaryjnego trybu pracy. Na zwiększone zużycie są również narażone uszczelniacze wałków. Ich zniszczenie powoduje wycieki i ubytki oleju. Olejem szczególnie wyróżniającym się w kontekście kompatybilności z uszczelnieniami jest Castrol Transmax ATF Dexron®-VI Mercon® LV Multivehicle, który nie tylko dedykowany jest do aplikacji z wymaganiem Dexron VI, ale też do wcześniejszych norm, poczynając od Dexron II C, D, E kończąc na Dexron III G oraz H. Dodatkowo, wiele typów automatycznych skrzyń biegów posiada kilka różnych obiegów olejowych. Oprócz klasycznej części z koszami sprzęgłowymi, hamulcowymi i zespołami planetarnymi, posiadają zintegrowane mechanizmy różnicowe, które są smarowane innymi olejami przekładniowymi. Uszkodzenie uszczelniaczy dwustronnych (fot. 5), między komorami olejowymi, prowadzi do wzajemnego mieszania się różnych rodzajów olejów. Zbyt duża ilość nieodpowiedniego oleju przekładniowego w części automatycznej powoduje bardzo szybkie zużycie okładzin ciernych, co skutkuje szarpaniem podczas zmiany biegów.
Fot. 5. Dwustronny uszczelniacz wałka wyjściowego
Fot. 6. Tłok wraz z uszczelnieniem
Fot. 5. Dwustronny uszczelniacz wałka wyjściowego
Fot. 6. Tłok wraz z uszczelnieniem
Wyjścia kanałów olejowych na wałkach skrzyni mogą być uszczelniane między sobą przez o-ringi – w szczególności tuleje, na których pracują tłoki posiadają uszczelnienia tego typu. Dodatki antykorozyjne, znajdujące się w olejach przekładniowych są istotne dla utrzymania wszelkiego rodzaju uszczelnień w odpowiednim stanie. Powstająca korozja prowadzi do ich mechanicznego uszkodzenia. Dodatkowo, luźne cząstki stałe korozji zapychają i wycierają kanały w modułach mechatronicznych.
3. Wpływ wymiany oleju przekładniowego na żywotność automatycznej skrzyni biegów

Należy zwrócić uwagę na kolejną istotną rzecz: podczas wymiany oleju usuwane są dodatkowo opiłki i inne zanieczyszczenia, które mają negatywny wpływ na eksploatacje skrzyni biegów. Wszelkiego rodzaju cząsteczki stałe, opiłki i zanieczyszczenia, znajdujące się w oleju potęgują degradację mechanizmów, szybsze zużycie i niszczenie elementów przekładni m. in. kół zębatych, łożysk, wałków, uszczelnień oraz modułów hydraulicznych. W związku z tym, ta pozornie niezbyt istotna rzecz ma kluczowe znaczenie i zapewnia bezawaryjną, bezproblemową eksploatację skrzyni biegów przez długi okres czasu. Ma to niesamowite znaczenie szczególnie w bezstopniowych przekładniach CVT, gdzie praktyka serwisowa pokazuje, iż regularna wymiana oleju w skrzyniach tego typu zwiększa ich żywotność co najmniej dwukrotnie. Aby poprawnie dobrać olej możemy skorzystać z narzędzi doboru oleju np. narzędzie „Znajdź właściwy olej” na stronie www.castrol.com

 

Podsumowując, kluczem do zachowania długiej, komfortowej i bezawaryjnej eksploatacji automatycznej skrzyni biegów jest regularna obsługa i wymiana oleju przekładniowego.  Podjęcie właściwej decyzji zawsze jednak pozostaje w rękach użytkownika i właściciela pojazdu.