De structuur en het werkingsprincipe van de Powershift-transmissie

Om het rijcomfort te verbeteren, ontwikkelen autofabrikanten verschillende systemen. Er wordt onder andere veel aandacht besteed aan de transmissie. Tegenwoordig hebben verschillende bedrijven een groot aantal automatische transmissies ontwikkeld. De lijst bevat een variator, een robot en een automatische machine (voor meer informatie over welke wijzigingen de transmissie kan hebben, wordt deze beschreven in een ander artikel). In 2010 bracht Ford een nieuwe automatische transmissie-eenheid op de markt, die het Powershift noemde.

Slechts twee jaar na de start van de productie van deze versnellingsbak kregen klanten van nieuwe automodellen klachten over de ontoereikende werking van het mechanisme. Als je niet op details ingaat, was de negatieve feedback van veel gebruikers dat de bediening van de versnellingsbak vaak gepaard ging met slippen, langzaam schakelen, schokken, oververhitting en snelle slijtage van apparaatelementen. Soms waren er berichten over spontaan schakelen en versnellen van de auto, wat tot ongelukken leidde.

Laten we eens kijken wat de eigenaardigheid van deze verzending is, volgens welk principe werkt het, welke wijzigingen zijn er en vooral - is alles echt zo triest dat je weg moet blijven van deze verzending?

Wat is Powershift Box

De robotversie van de versnellingsbak van het Amerikaanse merk werd geïnstalleerd in de voorlaatste generatie Focus (voor de Amerikaanse markt), evenals in de nieuwste generatie van dit model (aangeboden voor de CIS-markt). Enkele van de krachtcentrales van de Ford Fiesta, die nog steeds aanwezig is in dealers, evenals andere automodellen of hun buitenlandse tegenhangers, worden ook geaggregeerd met een dergelijke transmissie.

Deze versnellingsbak werd vooral actief gemonteerd op auto's met een "blauwe ovaal", die werden geproduceerd in de jaren 2012-2017. De autofabrikant heeft het ontwerp van de handgeschakelde versnellingsbak vele malen aangepast en om kopers van de betrouwbaarheid van het product te verzekeren, heeft het de garantie met twee jaar verhoogd (van 5 naar 7) of voor degenen die veel reizen, van 96.5 tot 160.9 duizend kilometer.

Desondanks blijven veel klanten ontevreden over deze transmissie. Deze situatie heeft natuurlijk de verkoop van auto's met deze box aanzienlijk verminderd. En er is geen sprake van het verkopen van een auto op de secundaire markt - als maar weinig mensen besluiten om een ​​nieuwe auto te kopen met een robotachtige transmissie van het type DPS6, dan kun je er niet eens van dromen om een ​​gebruikt voertuig met zo'n complete set te verkopen, hoewel er zijn vergelijkbare opties op sommige sites.

Powershift is een preselectieve robottransmissie. Dat wil zeggen, het is uitgerust met een mand met dubbele koppeling en twee sets versnellingsmechanismen die zorgen voor een snelle overgang tussen snelheden. Overschakelen naar zo'n versnellingsbak gebeurt volgens hetzelfde principe als binnen de mechanica, alleen wordt het hele proces niet gestuurd door de bestuurder, maar door de elektronica.

Een andere bekende DSG-transmissie, ontwikkeld door de specialisten van het VAG-concern, heeft een soortgelijk werkingsprincipe (in detail over wat het is, wordt het beschreven in een aparte recensie). Deze ontwikkeling is ontworpen om de voordelen van mechanische en automatische transmissies te belichamen. Een ander merk dat Powershift gebruikt is Volvo. Volgens de fabrikant is deze handgeschakelde versnellingsbak ideaal voor dieselmotoren met een hoog vermogen en een hoog koppel bij lage toerentallen.

Powershift-apparaat

De handgeschakelde Powershift-versnellingsbak heeft twee hoofdaandrijfversnellingen. Voor elk van hen wordt een individuele koppeling gebruikt. Om deze reden is de boxunit uitgerust met twee ingaande assen. Een ander ontwerpkenmerk is dat een van de aandrijfassen zich in de andere bevindt. Deze opstelling zorgt voor een kleinere module-afmeting als deze mechanismen zich in verschillende vlakken bevinden.

De buitenste as is verantwoordelijk voor het schakelen van een even aantal versnellingen en schakelt de achteruit in. De binnenas wordt ook wel de "middenas" genoemd en drijft elk oneven tandwiel aan om te draaien. De onderstaande foto toont een diagram van dit ontwerp:

En – een interne aandrijfas van een oneven aantal transfers; B - buitenste aandrijfas van een even aantal versnellingen; C - koppeling 1; D - koppeling 2 (cirkels geven versnellingsnummers aan)

Ondanks dat Powershift een automatische transmissie is, zit er geen koppelomvormer in het ontwerp. Ook heeft de handgeschakelde versnellingsbak geen planeetoverbrenging en wrijvingskoppelingen. Hierdoor verbruikt de werking van de transmissie niet het vermogen van de krachtbron, zoals bij de werking van een klassieke koppelomvormer. Tegelijkertijd verliest de motor veel minder koppel. Dit is het belangrijkste voordeel van de robot.

Een aparte elektronische regeleenheid (TCM) wordt gebruikt om de overgang van lage naar hoge snelheid en vice versa te regelen. Het wordt op de doos zelf geïnstalleerd. Het elektronische circuit van de eenheid bevat ook verschillende sensoren, maar naast signalen van hen verzamelt de besturingseenheid ook informatie van andere sensoren (motorbelasting, gasklepstand, wielsnelheid, enz., Afhankelijk van het automodel en de systemen). die erin zijn geïnstalleerd). Op basis van deze signalen bepaalt de transmissiemicroprocessor onafhankelijk welke modus moet worden geactiveerd.

De elektronica gebruikt dezelfde informatie om de koppeling af te stellen en te bepalen wanneer er moet worden geschakeld. Bij dit ontwerp fungeren elektromotoren als actuatoren. Ze verplaatsen de koppelingsplaten en aandrijfassen.

Het werkingsprincipe van de handgeschakelde Powershift-transmissie

Handgeschakelde Powershift-transmissie werkt volgens het volgende principe. Het dubbele type koppeling in het apparaat van de unit is nodig om de overgangstijd van de ene snelheid naar de andere te minimaliseren. De logica is als volgt. De chauffeur zet de keuzehendel van de versnellingsbak in stand van P naar D. De automatisering laat de koppeling van de centrale as los en verbindt met een elektromotor de tandwielen van de eerste versnelling met de aandrijfas. De koppeling wordt losgelaten en de auto komt in beweging.

De transmissieregeleenheid detecteert de toename van het motortoerental en op basis hiervan wordt de tweede versnelling voorbereid (de overeenkomstige versnelling wordt naar de buitenas verplaatst). Zodra het algoritme dat een signaal verzendt om de snelheid te verhogen, wordt geactiveerd, wordt de eerste koppeling losgelaten en wordt de tweede gekoppeld aan het vliegwiel (voor details over wat voor soort onderdeel het is, lees hier). De schakeltijden zijn bijna onmerkbaar, dus de auto verliest geen dynamiek en de stroom van het koppel wordt continu aan de aandrijfas geleverd.

De automaker heeft de mogelijkheid geboden om te schakelen in de zogenaamde handmatige modus. Op dat moment bepaalt de chauffeur zelf op welk punt de bak naar de volgende snelheid moet gaan. Deze modus is vooral handig bij het rijden op lange hellingen of in files. Om de snelheid te verhogen, beweegt u de hendel naar voren, en om deze te verlagen, beweegt u deze naar achteren. De schakelflippers worden gebruikt als een geavanceerd alternatief (in modellen met sportieve prestaties). Een soortgelijk principe heeft een Tip-Tronic-typebox (lees voor hoe het werkt) in een ander artikel). In andere situaties wordt de box automatisch aangestuurd. Afhankelijk van het model is de automatische versnellingsbakkeuzeschakelaar uitgerust met cruise control-standen (wanneer de transmissie niet boven een bepaalde versnelling schakelt).

Onder de ontwikkelingen van de Amerikaanse autofabrikant zijn er twee modificaties van preselectieve Powershift-robots. De ene werkt met een droge koppeling en de andere met een natte koppeling. Laten we eens kijken wat het verschil is tussen dit soort dozen.

Werkingsprincipe van Powershift met droge koppeling

De droge koppeling in een Powershift-transmissie werkt op dezelfde manier als in conventionele mechanica. De wrijvingsschijf wordt sterk tegen het vliegwieloppervlak gedrukt. Via deze schakel wordt het koppel overgebracht van de krukas naar de aandrijfas van de eindaandrijving. Er zit geen olie in deze opstelling omdat het droge wrijving tussen onderdelen voorkomt.

Dit ontwerp van de koppelingskorf heeft zich al lang bewezen als een efficiënt gebruik van het motorvermogen (dit is vooral merkbaar in het geval van een bundel met een motor met laag vermogen, waarbij elke pk telt).

Het nadeel van deze aanpassing is dat het knooppunt de neiging heeft erg warm te worden, waardoor de service wordt verminderd. Bedenk dat het voor elektronica moeilijk is om te bepalen hoe scherp de schijf aan het vliegwiel moet worden bevestigd. Gebeurt dit bij hoge motortoerentallen, dan slijt het wrijvingsoppervlak van de schijf snel.

Werkingsprincipe van Powershift-natte koppeling

Als meer geavanceerd alternatief hebben de ingenieurs van het Amerikaanse bedrijf een modificatie met een natte koppeling ontwikkeld. Deze ontwikkeling heeft een aantal voordelen ten opzichte van de vorige versie. Het belangrijkste pluspunt is dat door de oliecirculatie in de buurt van de actuatoren de warmte effectief hieruit wordt afgevoerd en dit voorkomt dat de unit oververhit raakt.

De natte koppelingskast heeft hetzelfde werkingsprincipe, alleen de verschillen zitten in de schijven. In het mandontwerp kunnen ze conisch of parallel worden geïnstalleerd. Parallelle verbinding van wrijvingselementen wordt gebruikt bij voertuigen met achterwielaandrijving. De conische plaatsing van de schijven wordt gebruikt in krachtbronnen die dwars door het motorcompartiment zijn geïnstalleerd (voertuigen met voorwielaandrijving).

Het nadeel van dergelijke mechanismen is dat de automobilist de kwaliteit van de olie die in de transmissie wordt gebruikt, moet bewaken. Ook is de prijs van dergelijke dozen veel hoger vanwege het complexere ontwerp. Tegelijkertijd is er geen oververhitting van de mand, zelfs niet in het hete seizoen, hebben ze een grotere werkkracht en wordt de kracht van de motor efficiënter verwijderd.

Powershift dubbele koppeling

Het belangrijkste mechanisme in zo'n doos is de dubbele koppeling. Het apparaat bevat een systeem dat de slijtage van onderdelen regelt. De meeste automobilisten weten dat als het koppelingspedaal abrupt wordt gegooid, de schijfresource drastisch zal worden verminderd. Als de bestuurder zelfstandig kan bepalen in hoeverre het pedaal moet worden losgelaten afhankelijk van de spanning van de kabel, dan is het voor de elektronica moeilijk om deze procedure uit te voeren. En dit is het belangrijkste probleem van de ongemakkelijke bediening van de transmissie bij veel auto's.

Het ontwerp van de mand met dubbele koppeling van de Powershift-handgeschakelde versnellingsbak bestaat uit:

• Torsietrillingsdempers (dit effect wordt gedeeltelijk geëlimineerd door een vliegwiel met dubbele massa te installeren, waarover in detail wordt gelezen hier);
• Blok van twee koppelingen;
• Dubbel druklager;
• Twee elektromechanische actuatoren van het hefboomtype;
• Twee elektromotoren.

Typische storingen in Powershift

De eigenaar van een auto met een Powershift-robot moet contact opnemen met het servicecentrum als er storingen optreden in de werking van het apparaat. Hier zijn enkele van de symptomen die nooit mogen worden genegeerd:

1. Er zijn vreemde geluiden tijdens het schakelen. Meestal is dit het allereerste teken van een soort kleine storing, die aanvankelijk de werking van de transmissie op geen enkele manier beïnvloedt, dus veel automobilisten negeren dit symptoom gewoon. Toegegeven, de fabrikant wijst erop dat vreemd geluid in de doos geen geval is dat onder de garantie valt.
2. Bij het begin van de beweging schokt de auto. Dit is het eerste teken dat de transmissie de werklast van de aandrijflijn niet voldoende overbrengt. Dit symptoom zal noodzakelijkerwijs worden gevolgd door een soort storing, dus u moet het onderhoud van de machine niet uitstellen.
3. Het schakelen gaat gepaard met schokken of schokken. Meestal gebeurt dit vanwege het feit dat de actuatoren moeten worden gecorrigeerd (koppelingsschijven zijn versleten, veren zijn verzwakt, de hendels van de aandrijfelementen zijn verschoven, enz.). Hetzelfde gebeurt bij normale mechanica - de koppeling moet soms worden vastgedraaid.
4. Tijdens de beweging worden trillingen gevoeld en bij het starten trilt de auto letterlijk.
5. Transmissie-elektronica gaat vaak in noodmodus. Gewoonlijk wordt dit symptoom geëlimineerd door deactivering en daaropvolgende activering van het ontstekingssysteem. Voor meer vertrouwen kunt u een zelfdiagnose van het systeem uitvoeren (lees hoe u de overeenkomstige functie in sommige automodellen kunt oproepen) hier) om te zien welke fout er in de elektronica is opgetreden. Als er regelmatig storingen optreden, kan dit duiden op een storing van de TCM-regeleenheid.
6. Bij lagere snelheden (van de eerste tot de derde) zijn crunches en tikken te horen. Dit is een teken van uitputting van de overeenkomstige tandwielen, dus het is beter om deze onderdelen in de nabije toekomst te vervangen.
7. Bij lage snelheden van de krachtbron (tot 1300 tpm) worden schokken van het voertuig waargenomen. Schokken worden ook gevoeld tijdens accelereren en vertragen.

De voorselectieve Powershift-robotbox mislukt om de volgende redenen:

1. De koppelingsplaten zijn erg versleten. Dit is een van de zwakste punten van een dergelijke aandrijflijn, aangezien de schijven vaak niet zo soepel tegen het wrijvingsoppervlak worden gedrukt als de bestuurder zou doen. Bij kritische slijtage van deze onderdelen kan een hele reeks tandwielen verdwijnen (tandwielen zijn verbonden met de as en er wordt geen koppel overgedragen). Als een dergelijke storing optreedt voordat de auto de 100 duizend heeft gepasseerd, wordt een van de schijven vervangen. In andere gevallen is het beter om de hele set te vervangen. Na het plaatsen van nieuwe schijven is het noodzakelijk om de werking van de elektronica in de doos aan te passen.
2. Oliekeerringen zijn voortijdig versleten. In dit geval komt het vet terecht waar het niet thuishoort. De gevolgen zijn afhankelijk van in welk deel van de eenheid de olie is terechtgekomen. Dergelijke schade kan alleen worden geëlimineerd door beschadigde onderdelen te vervangen.
3. Uitval van elektromagnetische aandrijvingen (solenoïdes). Dit is een ander zwak punt in het ontwerp van de Powershift-robot. Een dergelijke storing wordt door de regeleenheid niet als een fout geregistreerd, dus de auto kan schokken en het boordsysteem vertoont geen defect.
4. Mechanische of softwareschade aan de TCM. In veel situaties (afhankelijk van de aard van de storing) knippert het apparaat. In andere gevallen wordt het blok veranderd in een nieuw en wordt het gestikt voor een specifieke machine.
5. Mechanische storingen (vorkwig, slijtage van lagers en tandwielen) als gevolg van natuurlijke slijtage, evenals uitval van de elektromotor. Dergelijke schade kan niet worden voorkomen, dus wanneer ze verschijnen, veranderen de onderdelen gewoon.
6. Storingen in het dubbelmassavliegwiel (lees er meer over hier). Meestal gaat een dergelijke storing gepaard met piepen, stoten en onstabiele krukasomwentelingen. Het vliegwiel wordt meestal vervangen door de koppelingsplaten om de eenheid niet met korte tussenpozen te demonteren.

Powershift-transmissietips

Ondanks dat ernstige schade aan een Powershift-robot eerder kan optreden dan aan een mechanisch analoog, is zo'n transmissie in veel gevallen redelijk betrouwbaar. Maar dit is alleen mogelijk als het voertuig goed wordt bediend. Hier zijn enkele tips voor de juiste werking van de beschouwde handmatige verzending:

1. Laat de motor draaien voordat u de auto gaat rijden na stilstand (vooral in de winter). Hiermee kunt u de voedingseenheid op het juiste temperatuurregime brengen (over wat deze parameter zou moeten zijn, lees afzonderlijk), maar deze procedure is meer nodig om het smeermiddel in de transmissie op te warmen. Bij temperaturen onder het vriespunt wordt de olie dik, daarom wordt deze niet zo goed door het systeem gepompt en is de smering van tandwielen en andere elementen slechter als er een natte koppeling in de auto is geïnstalleerd.
2. Als de auto tot stilstand komt, moet u de transmissie uitladen. Om dit te doen, nadat de auto volledig tot stilstand is gekomen, het rempedaal ingedrukt houdt, de handrem wordt geactiveerd, de hendel op de selectiehendel wordt overgebracht naar neutraal (stand N), wordt de rem losgelaten (de versnellingen worden ontkoppeld) en vervolgens de versnellingspookknop wordt in de parkeerstand (P) gezet. Bij het uitvoeren van deze procedure is het belangrijk om ervoor te zorgen dat de parkeerrem correct werkt.
3. Een sportieve rijstijl en een robotversnellingsbak zijn onverenigbare concepten. In deze modus worden de koppelingsplaten scherp tegen het vliegwiel gedrukt, wat leidt tot versnelde slijtage. Daarom, degenen die niet van de "gepensioneerde" rijstijl houden, is het beter om deze transmissiekant te omzeilen.
4. Voorkom dat de aandrijfwielen slippen op een onstabiel wegdek (ijs / sneeuw). Als de auto vastzit, is het beter om in de handmatige modus en bij lage motortoerentallen uit de "val" te komen.
5. Wanneer de auto vast komt te zitten in de file, is het beter om over te schakelen op handmatig schakelen. Dit voorkomt veelvuldig schakelen, waardoor de mand sneller leeg raakt. Bij het accelereren in de stadsmodus is het beter om het pedaal soepel in te trappen en plotselinge acceleratie te vermijden, en ook om de motor niet op hoge toeren te brengen.
6. Houd de +/- knop niet ingedrukt tijdens het gebruik van de "Select Shift" -modus.
7. Als het langer dan twee minuten duurt om de auto tot stilstand te brengen, is het beter om het rempedaal niet ingedrukt te houden, maar de transmissie in de parkeerstand te zetten met de handrem geactiveerd. In deze modus ontkoppelt de box de tandwielen en koppelingsplaten, waardoor langdurige werking van de actuatoren wordt voorkomen. Parkeren met ingetrapt rempedaal in D-modus moet van korte duur zijn, aangezien in dit geval de elektronica de koppeling ontkoppelt, maar de koppelingen blijven werken, wat kan leiden tot oververhitting van de mechanismen.
8. U mag het routine-onderhoud van de versnellingsbak niet verwaarlozen, evenals het controleren van het smeermiddelniveau in het carter.

Powershift voor- en nadelen

Dus onderzochten we de kenmerken van het werk van de preselectieve robotbox van Powershift en de aanpassingen ervan. In theorie lijkt het erop dat het apparaat efficiënt moet werken en comfortabel moet schakelen. Laten we eens kijken wat de positieve en negatieve kanten van deze ontwikkeling zijn.

De voordelen van de handgeschakelde Powershift-transmissie zijn onder meer:

• De overdracht van koppel van de verbrandingsmotor naar de aangedreven assen van de transmissie vindt plaats zonder een merkbare opening;
• De eenheid zorgt voor een verbeterde voertuigdynamiek;
• De snelheden worden soepel geschakeld (afhankelijk van de mate waarin het gaspedaal wordt ingedrukt en de slijtage van de hendelconstructie van de actuatoren);
• Omdat de motor soepeler loopt en de elektronica het meest efficiënte schakelen bepaalt afhankelijk van de belasting van het apparaat, verbruikt de auto minder brandstof dan een analoog die is uitgerust met een klassieke koppelomvormer.

De nadelen van de Powershift-robot zijn als volgt:

• Complex ontwerp, waardoor het aantal potentiële storingsknooppunten toeneemt;
• Er moet een extra geplande olieverversing plaatsvinden (naast het vullen met nieuw smeermiddel voor de motor) en er worden hoge eisen gesteld aan de kwaliteit ervan. In overeenstemming met de aanbeveling van de fabrikant, moet het geplande onderhoud van de doos maximaal elke 60 duizend worden uitgevoerd. kilometers;
• De reparatie van het mechanisme is ingewikkeld en duur, en er zijn niet zoveel specialisten die dergelijke dozen begrijpen. Om deze reden is het onmogelijk om onderhoudswerkzaamheden aan deze handgeschakelde versnellingsbak in een garage uit te voeren en hierop te besparen.
• Als de auto op de secundaire markt is gekocht (vooral wanneer u op Amerikaanse veilingen koopt), moet u bedenken van welke generatie de transmissie is. Bij modificaties tot de derde generatie waren er frequente storingen in de werking van elektronica, dus dergelijke auto's verzamelden een groot aantal negatieve recensies.

Tot slot - een korte video over veelgemaakte fouten bij de bediening van robotboxen:

7 fouten bij het besturen van een handgeschakelde versnellingsbak (Robotic Gearbox). Bijvoorbeeld DSG, PowerShift

Vragen en antwoorden:

Hoe werkt de PowerShift-box? Het heeft twee hoofdaandrijftandwielen. Elk heeft zijn eigen koppeling. Het heeft twee ingaande assen (een voor even, de andere voor oneven versnellingen).

Hoe lang duurt een PowerShift-box? Het hangt af van het rijgedrag van de bestuurder. Gewoonlijk is vervanging van het vliegwiel en de koppelingseenheid vereist voor 100-150 duizend km. kilometerstand. De doos zelf kan twee van dergelijke perioden verlaten.

Wat is er mis met PowerShift? De gerobotiseerde versnellingsbak werkt niet zo soepel als de mechanica (de koppeling zakt vaak scherp - de elektronica kan deze parameter niet aanpassen). Hierdoor slijt de koppeling snel.