Нужно ли прогревать АКП зимой, почему и как это делать правильно?

Начнём с главного: прогревать – нужно. Причины этого даже очевиднее, чем в случае с мотором. С повышением температуры масла меняются вязкость и смазывающие свойства, причем зависимость эта нелинейная. Желающим посмотреть на графики посоветуем одну из наших предыдущих публикаций, посвященных вязкости моторного масла. Для трансмиссионных масел, включая ATF (масло для автоматов), зависимость та же самая: вязкость холодного масла в сотни раз больше вязкости при рабочей температуре, что многократно повышает нагрузки на ряд узлов коробок передач. В результате от работы «на холодную» страдают маслонасос, соленоиды, лопатки гидротрансформатора и многое другое.

Не углубляясь в подробности, подытожим: коробке на холодном масле в минусовую температуру работать крайне тяжело

Прогревать до рабочей температуры коробку не нужно – это можно сделать на ходу. А вот добиться температуры, при которой вязкость выше нужной не в сотни, а хотя бы в 10 раз, мы можем. Эта температура составляет около 30 градусов Цельсия.

Автоматическая коробка передач с гидротрансформатором сама по себе – мощный источник тепла. В зависимости от режима работы КПД гидродинамического трансформатора (ГДТ) меняется в широком диапазоне. Нулевое значение – это когда ГДТ работает в качестве гидротормоза, полностью переводя всю энергию двигателя в тепло, до максимального КПД (оно никогда не доходит до единицы), которого ГДТ достигает перед отключением реактивного звена, то есть, перед переходом в режим работы гидромуфты..

До тех пор, пока электроника не заблокирует гидротрансформатор, часть мощности двигателя он будет превращать в тепло. А если машина стоит с включенным и заторможенным ГДТ, то все несколько киловатт мощности мотора на минимальных оборотах будут преобразованы в тепло. 

Иногда дополнительным источником тепла выступает и двигатель. В зависимости от того, как реализована система охлаждения АКП, мотор может согревать коробку либо только после полного своего прогрева (когда используется схема охлаждения с теплообменником АКП в «холодном» бачке основного радиатора), либо одновременно, когда охлаждение коробки выполнено через отдельный теплообменник, включенный в «малый круг» системы охлаждения двигателя. Лишь при использовании независимого радиатора АКП будет довольствоваться только косвенным подогревом от мотора, за счет нагрева корпуса коробки от прогретого мотора и собственного радиатора от радиатора двигателя.

Впрочем, схема реализации охлаждения не так критична. Как показывает практика, АКП согревает себя за счет работы ГДТ очень быстро, теплообмен с двигателем вовсе не обязателен. Но в любом правиле есть исключения, и о них ниже.

Правила прогрева

Казалось бы, самый очевидный метод прогрева – это просто включить Drive, затормозить машину и позволить «грелке» на 3-8 киловатт, в которую в таком режиме превращается ГДТ, прогреть масло и всю коробку передач. 

Попробуем проверить эту гипотезу с помощью несложной формулы. Удельная теплоемкость масла обычно лежит в диапазоне 1,5-2,5 кДж/кг на градус Цельсия. Стандартный объём масла в АКП – 8 литров, что составляет примерно 7 килограммов. Формула для расчёта времени прогрева при таких условиях выглядит так:

t=(m*c*ΔT)/W

Здесь t – это время, которое нужно для прогрева, m – масса масла, с – теплоемкость масла, ΔТ – дельта температур, а W – мощность.

Учитывая, что нам нужно прогреть коробку хотя бы до 30 градусов, получаем примерно 90 секунд. 

С учетом теплопотерь ГДТ, которые достаточно велики, и нагрева «железа» самой АКП реальное время прогрева больше раза в два-три. 

Выходит, плюс-минус 3-4 минуты – именно таков минимум для прогрева АКП. 

И даже если двигатель имеет заметно меньше мощности в таком режиме работы, то есть нам не хватает киловаттов в нашей формуле, то ничего страшного. У более современных авто и объем масла обычно поменьше, и масса «железа» АКП скромнее – разница оказывается более-менее скомпенсированной.

Перейдём к примерам. Мотор Saab 9-5 B205E – это 2,0 литра с турбонаддувом, на холостых оборотах при включенной передаче выдают (согласно прошивке OpenSID, которая разрешает доступ к инженерному меню через информационный дисплей) аккурат 6 киловатт после прогрева и 10, если обороты завышены до 1000 (в таком режиме он работает первые секунд 90 после холодного старта). Разница с обычной работой на холостых оборотах в «паркинге» составляет 5-8 киловатт. В общем, если слегка надавить на газ и приподнять обороты, прогрев пойдёт быстрее. Главное – не перестараться.

Именно такой режим – в «драйве», на тормозе и с оборотами в районе 1000 в минуту – и является рекомендуемым

Коробка плавно и равномерно разогревается, но при этом нет лишней нагрузки на ее узлы, подшипники скольжения не работают, но давление в них устанавливается, прогревается вся электроника АКП, выходя на рабочий режим, а за счет равномерного расширения металла и устойчивого потока жидкости тепловое напряжение между различными частями коробки минимально. Конусы и ремень вариатора находятся под нагрузкой, но не перемещаются.

После первичного прогрева можно потихоньку начинать движение. При повышении оборотов выше 1000 и, соответственно, нагрузки, потери в ГДТ могут значительно увеличиться, что позволит АКП быстро прогреться до рабочей температуры, уже без лишних рисков.

Неправильные способы прогрева

1) Переключение разных режимов

Тут есть два варианта. В первом «эксперты» советуют последовательно включать R-N-D и обратно, а при наличии “пониженных” режимов (на деле – исключения из диапазона высшей передачи) – и их тоже. Во втором варианте рекомендуется подержать в каждом режиме 15-20 секунд. Оба алгоритма вредны.

Каждое переключение в нейтраль – это скачок давления. Каждое включение реверса – ещё один, плюс воздействие на и без того загруженный фрикцион Drive/Reverse. Такие нагрузки «на холодную» нежелательны. А если переключать режимы один за другим очень быстро, то на современных машинах в результате вы можете получить не прогрев, а ошибку, так как бессмысленные переключения система самодиагностики АКП воспримет как замыкание или поломку селектора.

2) Поднять обороты повыше

Можно ли, удерживая тормоз и поднимая обороты до 2-3 тысяч, сделать прогрев ещё эффективнее? Нет. Конечно, ГДТ в этом случае преобразует в тепло свои 20-30 киловатт минимум, а мощными моторами и все 100, но кратное повышение мощности нагрева может быть опасно и для ГДТ, где нагрузки на лопатки в таком режиме превышают рабочие в несколько раз, и для коробки, куда приходит разогретое до более чем сотни градусов масло под большим давлением...

В итоге маслонасос работает с очень высокой нагрузкой, прогоняя смесь прогретого и непрогретого масла из картера по системе через холодные фильтры. Давление сжатия фрикционов высокое, но повышенная вязкость масла в зазоре может привести к их пробуксовке и подгоранию. Высокая нагрузка на соленоиды регулировки линейного давления тоже до добра не доведёт – тем более, что масло идет грязное, в обход фильтра. Короче, такой stall-test в мороз – гарантированный способ угробить АКП очень быстро.

3) Просто долго греть

На холостых оборотах мотор нагревается очень медленно. На месте имеет смысл «греться» минут 5, дальше нужно стартовать и ехать. Соответственно, плохо прогретый мотор вряд ли существенно поможет АКП (даже если у вас система охлаждения с теплообменником в малом контуре), а свободно вращающийся ГДТ обеспечит считанные сотни ватт. На машинах, где мотор начинает греть масло в коробке только после выхода на рабочую температуру, ждать придется минут 15-30. В общем, поработать с «драйвом» и оборотами в районе 1000 намного эффективнее.