Budowa i zasada działania przekładni Powershift

Aby poprawić komfort jazdy, producenci samochodów opracowują różne systemy. Wiele uwagi poświęca się między innymi transmisji. Obecnie różne koncerny opracowały dużą liczbę automatycznych skrzyń biegów. Lista obejmuje wariator, robota i automat (aby uzyskać więcej informacji na temat modyfikacji, jakie może mieć skrzynia biegów, opisano w innym artykule). W 2010 roku Ford wprowadził na rynek nową automatyczną skrzynię biegów, którą nazwał Powershift.

Zaledwie dwa lata po rozpoczęciu produkcji tej skrzyni biegów klienci nowych modeli samochodów zaczęli otrzymywać skargi dotyczące nieodpowiedniej pracy mechanizmu. Jeśli nie wchodzimy w szczegóły, negatywną reakcją wielu użytkowników było to, że pracy skrzyni biegów często towarzyszył poślizg, powolna zmiana biegów, szarpanie, przegrzanie i szybkie zużywanie się elementów urządzenia. Czasami pojawiały się komunikaty o spontanicznej zmianie biegów i przyspieszaniu samochodu, które sprowokowały wypadki.

Zastanówmy się, jaka jest specyfika tego przekazu, na jakiej zasadzie działa, jakie są modyfikacje, a co najważniejsze - czy wszystko jest naprawdę takie smutne, że trzeba trzymać się z daleka od tego przekazu?

Co to jest Powershift Box

Zrobotyzowana wersja skrzyni biegów amerykańskiej marki została zamontowana w przedostatniej generacji Focusa (na rynek amerykański), a także w najnowszej generacji tego modelu (oferowanego na rynek WNP). Niektóre z elektrowni Forda Fiesty, który nadal jest obecny w salonach dealerskich, a także inne modele samochodów lub ich zagraniczne odpowiedniki, również są agregowane z taką skrzynią biegów.

Ta skrzynia biegów była szczególnie aktywnie montowana w samochodach z „niebieskim owalem”, które były produkowane w latach 2012-2017. Producent wielokrotnie wprowadzał poprawki do konstrukcji manualnej skrzyni biegów, aw celu zapewnienia kupujących o niezawodności produktu zwiększył gwarancję na dwa lata (z 5 do 7) lub dla tych, którzy dużo podróżują, od 96.5 do 160.9 tys. kilometrów.

Mimo to wielu klientów jest niezadowolonych z tej transmisji. Oczywiście ta sytuacja znacznie zmniejszyła sprzedaż aut z tym pudełkiem. I nie ma mowy o sprzedaży auta na rynku wtórnym - jeśli niewiele osób decyduje się na zakup nowego auta z automatyczną skrzynią biegów typu DPS6, to nie można nawet marzyć o sprzedaży używanego pojazdu z tak kompletnym zestawem, chociaż w niektórych witrynach dostępne są podobne opcje.

Powershift to preselektywna automatyczna skrzynia biegów. Oznacza to, że jest wyposażony w podwójny kosz sprzęgła i dwa zestawy mechanizmów przekładniowych, które zapewniają szybkie przełączanie między prędkościami. Przełączenie na taką skrzynię przebiega na tej samej zasadzie co wewnątrz mechaniki, tylko cały proces kontrolowany jest nie przez kierowcę, a przez elektronikę.

Inna znana przekładnia DSG opracowana przez specjalistów koncernu VAG ma podobną zasadę działania (szczegółowo o tym, co to jest, opisano w osobnej recenzji). Ten rozwój ma na celu ucieleśnienie zalet, które mają mechaniczne i automatyczne skrzynie biegów. Kolejną marką, z której korzysta Powershift, jest Volvo. Według producenta ta manualna skrzynia biegów jest idealna do silników wysokoprężnych o dużej mocy i wysokim momencie obrotowym przy niskich obrotach.

Urządzenie Powershift

Ręczna skrzynia biegów Powershift zawiera dwa główne biegi napędowe. Do każdego z nich używane jest indywidualne sprzęgło. Z tego powodu jednostka skrzynkowa jest wyposażona w dwa wały wejściowe. Inną cechą konstrukcyjną jest to, że jeden z wałów napędowych jest umieszczony wewnątrz drugiego. Taki układ zapewnia mniejszy rozmiar modułu, gdyby te mechanizmy znajdowały się na różnych płaszczyznach.

Wałek zewnętrzny odpowiada za zmianę parzystej liczby biegów i włącza bieg wsteczny. Wał wewnętrzny jest również nazywany „wałem środkowym” i wprawia w ruch każdy nieparzysty bieg. Poniższe zdjęcie przedstawia schemat tego projektu:

I – wewnętrzny wał napędowy o nieparzystej liczbie przełożeń; B - zewnętrzny wał napędowy o parzystej liczbie biegów; C - sprzęgło 1; D - sprzęgło 2 (kółka oznaczają numery biegów)

Pomimo faktu, że Powershift jest typu automatycznego, w jego konstrukcji nie ma przemiennika momentu obrotowego. Ponadto ręczna skrzynia biegów nie ma przekładni planetarnej i sprzęgieł ciernych. Dzięki temu praca przekładni nie zużywa mocy jednostki napędowej, jak przy pracy klasycznej przemiennika momentu obrotowego. Jednocześnie silnik traci znacznie mniej momentu obrotowego. To główna zaleta robota.

Oddzielna elektroniczna jednostka sterująca (TCM) służy do sterowania przejściem z niskiej do wysokiej prędkości i odwrotnie. Jest zainstalowany na samym korpusie skrzyni. Obwód elektroniczny jednostki zawiera również kilka czujników, ale oprócz sygnałów z nich, jednostka sterująca zbiera również informacje z innych czujników (obciążenie silnika, położenie przepustnicy, prędkość kół itp., W zależności od modelu samochodu i systemów). które są w nim zainstalowane). Na podstawie tych sygnałów mikroprocesor transmisyjny niezależnie określa, który tryb ma zostać aktywowany.

Elektronika wykorzystuje te same informacje do regulacji sprzęgła i określenia, kiedy należy zmienić bieg. W tej konstrukcji silniki elektryczne działają jako siłowniki. Poruszają tarczami sprzęgła i wałkami napędowymi.

Zasada działania ręcznej skrzyni biegów Powershift

Ręczna skrzynia biegów Powershift będzie działać zgodnie z następującą zasadą. Aby zminimalizować czas przejścia z jednej prędkości na drugą, potrzebny jest podwójny rodzaj sprzęgła w urządzeniu jednostki. Logika jest następująca. Kierowca przestawia dźwignię zmiany biegów w położenie z P na D. Automatyka zwalnia sprzęgło wału centralnego i za pomocą silnika elektrycznego łączy biegi pierwszego biegu z wałem napędowym. Sprzęgło zostaje zwolnione i samochód rusza.

Sterownik skrzyni biegów wykrywa wzrost obrotów silnika i na tej podstawie przygotowuje drugi bieg (odpowiedni bieg jest przesuwany na zewnętrzny wałek). Gdy tylko zostanie uruchomiony algorytm wysyłający sygnał zwiększający prędkość, pierwsze sprzęgło zostaje zwolnione, a drugie jest podłączone do koła zamachowego (szczegółowe informacje na temat tego, jaka to część, poczytaj tutaj). Czasy zmiany biegów są prawie niezauważalne, dzięki czemu samochód nie traci dynamiki, a przepływ momentu obrotowego jest dostarczany w sposób ciągły na wał napędowy.

Producent zapewnił możliwość przełączania w tak zwanym trybie ręcznym. To wtedy kierowca sam ustala, w którym momencie skrzynia powinna przejść do następnej prędkości. Ten tryb jest szczególnie przydatny podczas jazdy po długich wzniesieniach lub w korkach. Aby zwiększyć prędkość, przesuń dźwignię do przodu, a aby ją zmniejszyć, cofnij. Jako zaawansowaną alternatywę stosuje się łopatki zmiany biegów (w modelach o sportowych osiągach). Podobna zasada ma pudełko typu Tip-Tronic (jak to działa, przeczytaj w innym artykule). W innych sytuacjach skrzynka jest sterowana w trybie automatycznym. W zależności od modelu, automatyczna skrzynia biegów jest wyposażona w pozycje tempomatu (gdy skrzynia biegów nie zmienia biegu powyżej określonego biegu).

Wśród osiągnięć amerykańskiego producenta samochodów są dwie modyfikacje robotów preselekcyjnych Powershift. Jeden pracuje z suchym sprzęgłem, a drugi z mokrym sprzęgłem. Zastanówmy się, jaka jest różnica między tymi typami pudełek.

Zasada działania Powershift z suchym sprzęgłem

Suche sprzęgło w przekładni Powershift działa w taki sam sposób, jak w mechanice konwencjonalnej. Tarcza cierna jest mocno dociskana do powierzchni koła zamachowego. Poprzez to ogniwo moment obrotowy jest przenoszony z wału korbowego na wał napędowy przekładni głównej. W tym układzie nie ma oleju, ponieważ zapobiega on tarciu na sucho między częściami.

Taka konstrukcja kosza sprzęgła od dawna jest uznawana za efektywne wykorzystanie mocy silnika (jest to szczególnie widoczne w przypadku zestawu z silnikiem małej mocy, w którym liczy się każda moc).

Wadą tej modyfikacji jest to, że węzeł ma tendencję do bardzo wysokiej temperatury, w wyniku czego jego usługa jest ograniczona. Przypomnijmy, że elektronice trudno jest kontrolować, jak ostro musi być przymocowana tarcza do koła zamachowego. Jeśli dzieje się tak przy dużych prędkościach obrotowych silnika, powierzchnia cierna tarczy szybko się zużywa.

Zasada działania mokrego sprzęgła Powershift

Jako bardziej zaawansowaną alternatywę inżynierowie amerykańskiej firmy opracowali modyfikację z mokrym sprzęgłem. Ten rozwój ma wiele zalet w porównaniu z poprzednią wersją. Najważniejszym plusem jest to, że dzięki cyrkulacji oleju w pobliżu siłowników skutecznie odprowadzane jest z nich ciepło, co zapobiega przegrzaniu się urządzenia.

Mokre sprzęgło ma tę samą zasadę działania, tylko różnice występują w tarczach. W konstrukcji koszykowej można je montować stożkowo lub równolegle. Równoległe połączenie elementów ciernych stosuje się w pojazdach z napędem na tylne koła. Stożkowy układ tarcz jest stosowany w jednostkach napędowych, które są instalowane w poprzek komory silnika (pojazdy z napędem na przednie koła).

Wadą takich mechanizmów jest to, że kierowca musi monitorować jakość oleju używanego w skrzyni biegów. Również cena takich pudełek jest znacznie wyższa ze względu na bardziej złożoną konstrukcję. Jednocześnie nie dochodzi do przegrzania kosza, nawet w gorącym sezonie mają większy zasób roboczy, a moc z silnika jest usuwana wydajniej.

Podwójne sprzęgło Powershift

Kluczowym mechanizmem w takim pudełku jest podwójne sprzęgło. Jego urządzenie zawiera system, który reguluje zużycie części. Większość kierowców wie, że jeśli pedał sprzęgła zostanie gwałtownie wciśnięty, zasoby tarczy zostaną drastycznie zmniejszone. Jeżeli kierowca może samodzielnie określić, w jakim stopniu należy zwolnić pedał w zależności od naciągu linki, to elektronice ma trudności z wykonaniem tej procedury. I to jest kluczowy problem niewygodnej obsługi przekładni w wielu samochodach.

Konstrukcja kosza podwójnego sprzęgła ręcznej skrzyni biegów Powershift składa się z:

• Tłumiki drgań skrętnych (efekt ten jest częściowo eliminowany poprzez zamontowanie dwumasowego koła zamachowego, o którym szczegółowo przeczytać tutaj);
• Blok dwóch sprzęgieł;
• Podwójne łożysko oporowe;
• Dwa siłowniki elektromechaniczne typu dźwigniowego;
• Dwa silniki elektryczne.

Typowe awarie Powershift

Właściciel samochodu z robotem Powershift powinien skontaktować się z centrum serwisowym, jeśli wystąpią jakiekolwiek nieprawidłowości w działaniu urządzenia. Oto kilka objawów, których nigdy nie należy ignorować:

1. Podczas zmiany biegów słychać obce odgłosy. Zwykle jest to pierwsza oznaka jakiejś drobnej awarii, która początkowo w żaden sposób nie wpływa na działanie skrzyni biegów, więc wielu kierowców po prostu ignoruje ten objaw. To prawda, że ​​producent wskazuje, że obce hałasy w pudełku nie są przypadkami objętymi gwarancją.
2. Na początku ruchu samochód szarpie. To pierwszy znak, że skrzynia biegów nie przenosi odpowiednio obciążenia z układu napędowego. Po tym objawie koniecznie wystąpi jakaś awaria, więc nie należy opóźniać serwisowania maszyny.
3. Zmienianiu biegów towarzyszą szarpnięcia lub szarpnięcia. Najczęściej dzieje się tak ze względu na konieczność korekty siłowników (zużyte tarcze sprzęgła, osłabienie sprężyn, przesunięcie dźwigni elementów napędowych itp.). To samo dzieje się w normalnej mechanice - czasami trzeba dokręcić sprzęgło.
4. Podczas ruchu odczuwalne są wibracje, a na starcie samochód dosłownie się trzęsie.
5. Elektronika transmisyjna często przechodzi w tryb awaryjny. Zwykle ten objaw jest eliminowany przez dezaktywację i późniejszą aktywację układu zapłonowego. Dla większej pewności możesz przeprowadzić autodiagnozę systemu (aby dowiedzieć się, jak wywołać odpowiednią funkcję w niektórych modelach samochodów, przeczytaj tutaj) aby zobaczyć jaki błąd pojawił się w elektronice. Jeśli awarie występują często, może to wskazywać na awarię jednostki sterującej TCM.
6. Przy zmniejszonych prędkościach (od pierwszej do trzeciej) słychać trzaski i pukanie. Jest to oznaka wyczerpania odpowiednich kół zębatych, dlatego lepiej wymienić te części w najbliższej przyszłości.
7. Przy niskich prędkościach jednostki napędowej (do 1300 obr / min) obserwuje się szarpnięcia pojazdu. Wstrząsy są również odczuwalne podczas przyspieszania i zwalniania.

Skrzynia robotyczna Powershift z preselekcją zawodzi z następujących powodów:

1. Tarcze sprzęgła są mocno zużyte. Jest to jeden z najsłabszych punktów takiego układu napędowego, ponieważ tarcze często nie są dociskane do powierzchni ciernej tak płynnie, jak kierowca. Przy krytycznym zużyciu tych części cała seria kół zębatych może zniknąć (koła zębate są połączone z wałem, a moment obrotowy nie jest przenoszony). Jeśli taka awaria pojawi się, zanim samochód przekroczy 100 tysięcy, jeden z dysków zostanie wymieniony. W innych przypadkach lepiej jest zmienić cały zestaw. Po zainstalowaniu nowych dysków konieczne jest dostosowanie działania elektroniki w pudełku.
2. Uszczelki olejowe zużyły się przedwcześnie. W takim przypadku smar trafia tam, gdzie nie powinien. Konsekwencje zależą od tego, do której części jednostki dostał się olej. Takie uszkodzenie można wyeliminować tylko poprzez wymianę uszkodzonych części.
3. Awaria napędów elektromagnetycznych (solenoidów). To kolejny słaby punkt w konstrukcji robota Powershift. Taka usterka nie jest rejestrowana przez centralę jako błąd, więc samochód może szarpnąć, a system pokładowy nie wykazuje żadnej awarii.
4. Mechaniczne lub oprogramowanie uszkodzenia TCM. W wielu sytuacjach (w zależności od charakteru awarii) urządzenie miga. W innych przypadkach blok jest zmieniany na nowy i zszywany na konkretną maszynę.
5. Awarie mechaniczne (klin wideł, zużycie łożysk i przekładni) w wyniku naturalnego zużycia, a także awaria silnika elektrycznego. Takim uszkodzeniom nie można zapobiec, więc kiedy się pojawiają, części po prostu się zmieniają.
6. Awarie w dwumasowym kole zamachowym (czytaj więcej na ich temat tutaj). Zwykle takiej awarii towarzyszą piski, stukania i niestabilne obroty wału korbowego. Koło zamachowe jest zwykle wymieniane na tarcze sprzęgła, aby nie demontować zespołu w krótkich odstępach czasu.

Wskazówki dotyczące obsługi skrzyni biegów Powershift

Pomimo tego, że poważne uszkodzenie robota Powershift może pojawić się wcześniej niż mechaniczny analog, w wielu przypadkach taka transmisja jest dość niezawodna. Jest to jednak możliwe tylko wtedy, gdy pojazd jest prawidłowo obsługiwany. Oto kilka wskazówek dotyczących prawidłowego działania rozważanej ręcznej skrzyni biegów:

1. Przed uruchomieniem pojazdu po postoju (szczególnie zimą) należy pozwolić na uruchomienie silnika. Pozwala to na doprowadzenie jednostki napędowej do odpowiedniego reżimu temperaturowego (o tym, jaki powinien być ten parametr, poczytaj osobno), ale ta procedura jest bardziej potrzebna, aby smar rozgrzał się w przekładni. W ujemnych temperaturach olej gęstnieje, przez co nie jest tak dobrze przepompowywany przez układ, a smarowanie kół zębatych i innych elementów jest gorsze, jeśli w samochodzie zamontowane jest mokre sprzęgło.
2. Kiedy samochód się zatrzyma, musisz rozładować skrzynię biegów. W tym celu po całkowitym zatrzymaniu samochodu przytrzymując pedał hamulca, włącza się hamulec ręczny, dźwignia na wybieraku przełącza się w położenie neutralne (położenie N), hamulec zostaje zwolniony (biegi wyłączone), a następnie gałka dźwigni zmiany biegów zostanie przestawiona w położenie parkowania (P). Podczas wykonywania tej procedury ważne jest, aby upewnić się, że hamulec postojowy działa prawidłowo.
3. Sportowy styl jazdy i automatyczna skrzynia biegów to koncepcje nie do pogodzenia. W tym trybie tarcze sprzęgła są mocno dociskane do koła zamachowego, co prowadzi do ich przyspieszonego zużycia. Dlatego ci, którym nie podoba się „emerytowy” styl jazdy, lepiej ominąć tę stronę skrzyni biegów.
4. Na niestabilnych nawierzchniach (lód / śnieg) uważaj, aby koła napędowe nie ślizgały się. Jeśli samochód utknie, lepiej wyjść z „pułapki” w trybie ręcznym i przy niskich obrotach silnika.
5. Gdy samochód utknie w korku lub korku, lepiej przełączyć się na ręczną zmianę biegów. Zapobiegnie to częstej zmianie biegów, co spowoduje szybsze wyczerpywanie się kosza. Przyspieszając w trybie miejskim lepiej wciskać pedał płynnie i unikać gwałtownego przyspieszania, a także nie doprowadzać silnika do wysokich obrotów.
6. Nie przytrzymuj przycisku +/- podczas korzystania z trybu „Select Shift”.
7. Jeśli zatrzymanie samochodu trwa dłużej niż dwie minuty, lepiej nie wciskać pedału hamulca, ale przełączyć skrzynię biegów w tryb parkowania z włączonym hamulcem ręcznym. W tym trybie skrzynia rozłącza koła zębate i tarcze sprzęgła, co zapobiega długotrwałej pracy siłowników. Parkowanie z wciśniętym pedałem hamulca w trybie D powinno być krótkotrwałe, ponieważ w tym przypadku elektronika rozłącza sprzęgło, ale sprzęgła nadal działają, co może prowadzić do przegrzania mechanizmów.
8. Nie należy zaniedbywać rutynowej konserwacji skrzyni biegów, a także sprawdzania poziomu smaru w skrzyni korbowej.

Zalety i wady Powershift

Dlatego zbadaliśmy cechy pracy preselekcyjnej skrzynki robota Powershift i jej modyfikacje. W teorii wydaje się, że jednostka powinna działać wydajnie i zapewniać wygodną zmianę biegów. Zastanówmy się, jakie są pozytywne i negatywne strony tego rozwoju.

Zalety ręcznej skrzyni biegów Powershift obejmują:

• Przeniesienie momentu obrotowego z silnika spalinowego na napędzane wały przekładni następuje bez zauważalnej szczeliny;
• Jednostka zapewnia lepszą dynamikę pojazdu;
• Prędkości przełączane są płynnie (w zależności od stopnia wciśnięcia pedału gazu i zużycia konstrukcji dźwigni siłowników);
• Ponieważ silnik pracuje płynniej, a elektronika określa najbardziej efektywną zmianę biegów w zależności od obciążenia jednostki, samochód zużywa mniej paliwa niż analog wyposażony w klasyczny przemiennik momentu obrotowego.

Wady robota Powershift są następujące:

• Złożony projekt, dzięki któremu wzrasta liczba potencjalnych węzłów awarii;
• Należy dokonać dodatkowej planowanej wymiany oleju (oprócz napełnienia nowym smarem do silnika), a na jego jakość stawiane są wysokie wymagania. Zgodnie z zaleceniem producenta planowa konserwacja skrzynki powinna być przeprowadzana maksymalnie co 60 tys. kilometry;
• Naprawa mechanizmu jest skomplikowana i kosztowna, a specjalistów, którzy rozumieją takie pudełka, jest niewielu. Z tego powodu nie można wykonywać prac związanych z konserwacją tej ręcznej skrzyni biegów w garażu i oszczędzać na tym.
• Jeśli auto kupowane jest na rynku wtórnym (szczególnie przy zakupie na amerykańskich aukcjach), trzeba się zastanowić, jakiej generacji jest skrzynia biegów. W modyfikacjach do trzeciej generacji często występowały awarie w działaniu elektroniki, więc takie samochody zbierały dużą liczbę negatywnych recenzji.

Podsumowując - krótki film o typowych błędach w działaniu zrobotyzowanych skrzynek:

7 błędów podczas jazdy na RKPP (Robotic Gearbox). Na przykładzie DSG PowerShift

Pytania i odpowiedzi:

Jak działa skrzynia PowerShift? Posiada dwa główne koła zębate. Każdy ma swoje własne sprzęgło. Ma dwa wały wejściowe (jeden dla parzystych, drugi dla nieparzystych biegów).

Jak długo trwa skrzynia PowerShift? Zależy to od nawyków kierowcy. Zwykle wymiana koła zamachowego i sprzęgła jest wymagana na 100-150 tys. Km. przebieg. Samo pudełko jest w stanie pozostawić dwa takie okresy.

Co jest nie tak z PowerShift? Zrobotyzowana skrzynia biegów nie pracuje tak płynnie jak mechanika (często sprzęgło gwałtownie spada - elektronika nie jest w stanie wyregulować tego parametru). Z tego powodu sprzęgło szybko się zużywa.