Struktura a princip činnosti převodovky Powershift

Aby se zlepšil komfort jízdy, vyvíjejí výrobci automobilů různé systémy. Mimo jiné je věnována velká pozornost přenosu. V současné době vyvinulo velké množství automatických převodovek různé koncerny. Seznam obsahuje variátor, robot a automatický stroj (další podrobnosti o tom, jaké úpravy může převodovka mít, je popsáno v jiném článku). V roce 2010 Ford uvedl na trh novou jednotku automatické převodovky, kterou nazval Powershift.

Pouhé dva roky po zahájení výroby této převodovky začali zákazníci nových modelů automobilů dostávat stížnosti na nedostatečné fungování mechanismu. Pokud nepůjdete do podrobností, negativní zpětná vazba od mnoha uživatelů spočívala v tom, že provoz převodovky byl často doprovázen prokluzem, pomalým řazením, trháním, přehřátím a rychlým opotřebením prvků zařízení. Někdy se objevovaly zprávy o spontánním řazení a zrychlení automobilu, které vyvolávaly nehody.

Uvažujme, v čem je zvláštnost tohoto přenosu, na jakém principu funguje, jaké úpravy existují a co je nejdůležitější - je všechno opravdu tak smutné, že se od tohoto přenosu musíte držet dál?

Co je Powershift Box

Robotická verze převodovky americké značky byla instalována jak v předposlední generaci Focusu (pro americký trh), tak v nejnovější generaci tohoto modelu (nabízeného pro trh SNS). S takovou převodovkou jsou agregovány také některé z elektráren Ford Fiesta, která je stále přítomna v autorizovaném servisu, stejně jako jiné modely automobilů nebo jejich zahraniční protějšky.

Tato převodovka byla obzvláště aktivně instalována na vozidlech s „modrým oválem“, která byla vyrobena v letech 2012–2017. Automobilka mnohokrát upravila konstrukci manuální převodovky a za účelem zajištění spolehlivosti produktu kupujícím zvýšila záruku na dva roky (z 5 na 7) nebo na ty, kteří hodně cestují, z 96.5 na 160.9 tisíc kilometrů.

Navzdory tomu zůstává mnoho zákazníků s tímto přenosem nespokojeno. Tato situace samozřejmě výrazně snížila prodej automobilů s tímto boxem. A není pochyb o prodeji automobilu na sekundárním trhu - pokud se málokdo rozhodne koupit nový automobil s robotickou převodovkou typu DPS6, pak nemůžete ani snít o prodeji ojetého vozidla s takovou kompletní sadou, i když na některých webech existují podobné možnosti.

Powershift je preselektivní robotická převodovka. To znamená, že je vybaven dvojitým spojkovým košem a dvěma sadami převodových mechanismů, které zajišťují rychlý přechod mezi rychlostmi. Přepnutí na takovou převodovku probíhá podle stejného principu jako uvnitř mechaniky, pouze celý proces není řízen řidičem, ale elektronikou.

Podobný princip fungování má i další známá převodovka DSG vyvinutá specialisty koncernu VAG (podrobně je popsána v samostatné recenzi). Tento vývoj je navržen tak, aby ztělesňoval výhody, které mají mechanické a automatické převodovky. Další značkou, kterou Powershift používá, je Volvo. Podle výrobce je tato manuální převodovka ideální pro vznětové motory s vysokým výkonem a vysokým točivým momentem v nízkých otáčkách.

Zařízení Powershift

Zařízení manuální převodovky Powershift zahrnuje dva hlavní převodové stupně. Pro každou z nich se používá samostatná spojka. Z tohoto důvodu je skříňová jednotka vybavena dvěma vstupními hřídeli. Další konstrukční vlastností je, že jeden z hnacích hřídelů je umístěn uvnitř druhého. Toto uspořádání poskytuje menší velikost modulu, pokud by tyto mechanismy byly v různých rovinách.

Vnější hřídel je odpovědná za řazení sudého počtu rychlostních stupňů a zařadí zpátečku. Vnitřní hřídel se také nazývá „střední hřídel“ a pohání každý lichý převodový stupeň, aby se otáčel. Na fotografii níže je schéma tohoto designu:

A – vnitřní hnací hřídel s lichým počtem převodů; B - vnější hnací hřídel sudého počtu převodových stupňů; C - spojka 1; D - spojka 2 (kroužky označují čísla převodových stupňů)

Navzdory skutečnosti, že Powershift je automatického typu, v jeho konstrukci není žádný měnič točivého momentu. Zařízení manuální převodovky také nemá planetové soukolí a třecí spojky. Díky tomu provoz převodovky nespotřebovává energii pohonné jednotky, jako je tomu u klasického měniče točivého momentu. Zároveň motor ztrácí mnohem menší točivý moment. To je hlavní výhoda robota.

Pro řízení přechodu z nízké rychlosti na vysokou rychlost a naopak se používá samostatná elektronická řídicí jednotka (TCM). Instaluje se na samotné skříňové tělo. Elektronický obvod jednotky také obsahuje několik senzorů, ale kromě signálů z nich řídicí jednotka shromažďuje také informace z jiných senzorů (zatížení motoru, poloha škrticí klapky, rychlost kol atd., V závislosti na modelu automobilu a systémech které jsou v něm nainstalovány). Na základě těchto signálů přenosový mikroprocesor nezávisle určuje, který režim se má aktivovat.

Elektronika používá stejné informace k nastavení spojky a určení, kdy má přeřadit. V této konstrukci fungují elektromotory jako akční členy. Pohybují spojkovými kotouči a hnacími hřídeli.

Princip fungování manuální převodovky Powershift

Manuální převodovka Powershift bude fungovat podle následujícího principu. Dvojitý typ spojky v zařízení jednotky je nutný, aby se minimalizovala doba přechodu z jedné rychlosti na druhou. Logika je následující. Řidič přesune volicí páku převodovky do polohy z P do D. Automatický systém uvolní spojku centrálního hřídele a pomocí elektromotoru spojí převody prvního rychlostního stupně s hnacím hřídelem. Spojka se uvolní a auto se rozjede.

Řídicí jednotka převodovky detekuje zvýšení otáček motoru a na základě toho se připraví druhý převodový stupeň (odpovídající převodový stupeň se přesune na vnější hřídel). Jakmile se spustí algoritmus, který vysílá signál ke zvýšení rychlosti, uvolní se první spojka a druhá se spojí se setrvačníkem (podrobnosti o tom, o jakou část se jedná, přečtěte zde). Časy řazení jsou téměř nepostřehnutelné, takže vůz neztrácí dynamiku a tok točivého momentu je nepřetržitě dodáván do hnacího hřídele.

Automobilka poskytla možnost přepínání v takzvaném manuálním režimu. To je, když řidič sám určí, ve kterém bodě by měl box přejít na další rychlost. Tento režim je užitečný zejména při jízdě na dlouhých svazích nebo v dopravní zácpě. Chcete-li zvýšit rychlost, posuňte páku dopředu a pro snížení ji posuňte dozadu. Řazení pádel se používá jako pokročilá alternativa (u modelů se sportovním výkonem). Podobný princip má skříň typu Tip-Tronic (jak to funguje, přečtěte si v jiném článku). V jiných situacích je box ovládán v automatickém režimu. V závislosti na modelu je volič automatické převodovky vybaven polohami tempomatu (pokud převodovka nezaradí nad určitý rychlostní stupeň).

Mezi vývojem americké automobilky existují dvě modifikace preselektivních robotů Powershift. Jeden pracuje se suchou spojkou a druhý s mokrou spojkou. Zvažme, jaký je rozdíl mezi těmito typy krabic.

Princip fungování Powershift se suchou spojkou

Suchá spojka v převodovce Powershift funguje stejně jako v běžné mechanice. Třecí kotouč je silně přitlačen k povrchu setrvačníku. Prostřednictvím tohoto spojení se přenáší točivý moment z klikového hřídele na hnací hřídel koncového pohonu. V tomto uspořádání není žádný olej, protože zabraňuje suchému tření mezi částmi.

Tato konstrukce spojkového koše se již dlouho osvědčila jako efektivní využití výkonu motoru (to je patrné zejména v případě svazku s motorem s nízkým výkonem, do kterého se počítá každý výkon).

Nevýhodou této úpravy je, že uzel má tendenci se velmi zahřívat, v důsledku čehož je jeho služba omezena. Připomeňme, že pro elektroniku je obtížné ovládat, jak ostře je třeba disk připevnit k setrvačníku. Pokud k tomu dojde při vysokých otáčkách motoru, třecí plocha disku se rychle opotřebuje.

Pracovní princip mokré spojky Powershift

Jako pokročilejší alternativu vyvinuli inženýři americké společnosti modifikaci s mokrou spojkou. Tento vývoj má oproti předchozí verzi řadu výhod. Nejdůležitějším plusem je, že v důsledku cirkulace oleje v blízkosti pohonů se z nich účinně odvádí teplo, což zabraňuje přehřátí jednotky.

Mokrá spojková skříň má stejný princip činnosti, rozdíly jsou pouze u disků. V konstrukci koše je lze instalovat kónicky nebo paralelně. U vozidel s pohonem zadních kol se používá paralelní spojení třecích prvků. Kónické uspořádání disků se používá v pohonných jednotkách instalovaných napříč motorovým prostorem (vozidla s pohonem předních kol).

Nevýhodou takových mechanismů je, že motorista musí sledovat kvalitu oleje použitého v převodovce. Cena takových krabic je také mnohem vyšší kvůli složitějšímu designu. Současně nedochází k přehřátí koše, dokonce ani v horkém období mají větší pracovní zdroj a výkon motoru je odebírán efektivněji.

Dvojitá spojka Powershift

Klíčovým mechanismem v takové skříňce je duální spojka. Jeho zařízení zahrnuje systém, který reguluje opotřebení dílů. Většina motoristů ví, že pokud dojde k náhlému sešlápnutí spojkového pedálu, drasticky se sníží zdroj disku. Pokud řidič může nezávisle určit, do jaké míry by měl být pedál uvolněn v závislosti na napnutí kabelu, je pro elektroniku obtížné provést tento postup. A to je klíčový problém nepohodlného provozu převodovky na mnoha automobilech.

Konstrukce koše s dvojitou spojkou manuální převodovky Powershift se skládá z:

• Tlumiče torzních vibrací (tento efekt je částečně eliminován instalací dvouhmotového setrvačníku, o kterém je podrobně čteno zde);
• Blok dvou spojek;
• Dvojité uvolňovací ložisko;
• Dva elektromechanické akční členy pákového typu;
• Dva elektromotory.

Typické poruchy Powershift

Majitel automobilu s robotem Powershift by měl kontaktovat servisní středisko, pokud se objeví nějaké poruchy jednotky. Zde jsou některé příznaky, které byste nikdy neměli ignorovat:

1. Během řazení je slyšet cizí zvuky. Obvykle se jedná o první známku nějakého druhu menší poruchy, která zpočátku žádným způsobem neovlivňuje funkci přenosu, takže mnoho motoristů tento příznak jednoduše ignoruje. Je pravda, že výrobce naznačuje, že cizí zvuky v krabici nejsou případy, na které se vztahuje záruka.
2. Na začátku pohybu auto trhne. Toto je první známka toho, že převodovka neadekvátně přenáší pracovní zátěž z hnacího ústrojí. Po tomto příznaku bude nutně následovat nějaký druh poruchy, takže byste neměli zdržovat servis stroje.
3. Řazení je doprovázeno trhnutím nebo trhnutím. Nejčastěji k tomu dochází v důsledku skutečnosti, že je třeba seřídit pohony (opotřebované kotouče spojky, oslabené pružiny, posunuty páky hnacích prvků atd.). Totéž se děje v běžné mechanice - spojku je třeba někdy utáhnout.
4. Během pohybu je cítit vibrace a při rozjezdu se auto doslova třese.
5. Elektronika převodovky často přechází do nouzového režimu. Obvykle je tento příznak eliminován deaktivací a následnou aktivací systému zapalování. Pro větší jistotu můžete provést autodiagnostiku systému (jak vyvolat příslušnou funkci u některých modelů automobilů, přečtěte si zde) vidět, jaká chyba se objevila v elektronice. Pokud k poruchám dochází často, může to znamenat poruchu řídicí jednotky TCM.
6. Při snížené rychlosti (od první do třetí) je slyšet drcení a klepání. To je známka vyčerpání na odpovídajících rychlostních stupních, takže je lepší tyto součásti v blízké budoucnosti vyměnit.
7. Při nízkých rychlostech pohonné jednotky (až 1300 ot / min) jsou pozorovány trhavé pohyby vozidla. Rázy jsou také citelné během zrychlení a zpomalení.

Robotický box Powershift s předvolbou selhal z následujících důvodů:

1. Spojkové kotouče jsou špatně opotřebované. Jedná se o jedno z nejslabších míst v takovém hnacím ústrojí, protože disky často nejsou přitlačovány proti třecí ploše tak hladce, jak by to činil řidič. Při kritickém opotřebení těchto dílů může celá řada ozubených kol zmizet (ozubená kola jsou připojena k hřídeli a moment se nepřenáší). Pokud se taková porucha objeví dříve, než auto projde 100 tisíc, je jeden z disků vyměněn. V ostatních případech je lepší vyměnit celou sadu. Po instalaci nových pohonů je bezpodmínečně nutné přizpůsobit provoz elektroniky v krabici.
2. Předčasně opotřebená olejová těsnění. V tomto případě tuk končí tam, kam nepatří. Důsledky závisí na tom, do které části jednotky se olej dostal. Takové poškození lze odstranit pouze výměnou poškozených dílů.
3. Porucha elektromagnetických pohonů (solenoidů). Toto je další slabé místo v konstrukci robota Powershift. Řídicí jednotka takovou poruchu nezaznamená jako chybu, takže může dojít k trhnutí vozu a palubní systém nevykazuje žádnou poruchu.
4. Mechanické nebo softwarové poškození TCM. V mnoha situacích (v závislosti na povaze poruchy) zařízení bliká. V ostatních případech se blok změní na nový a sešije se pro konkrétní stroj.
5. Mechanické poruchy (klín vidlice, opotřebení ložisek a převodů) v důsledku přirozeného opotřebení a poruchy elektromotoru. Tomuto poškození nelze zabránit, takže když se objeví, díly se jednoduše vymění.
6. Poruchy dvojhmotového setrvačníku (přečtěte si o nich více zde). Obvykle je takové selhání doprovázeno skřípáním, klepáním a nestabilními otáčkami klikového hřídele. Setrvačník je obvykle nahrazen kotouči spojky, aby nedošlo k demontáži jednotky v krátkých intervalech.

Tipy pro převodovku Powershift

Navzdory skutečnosti, že vážné poškození robota Powershift se může objevit dříve než u mechanického analogu, je v mnoha případech takový přenos docela spolehlivý. To je však možné pouze tehdy, je-li vozidlo správně provozováno. Zde je několik tipů pro správnou funkci uvažované manuální převodovky:

1. Nechejte motor běžet, než začnete po zastavení stát, (zejména v zimě). To vám umožní uvést pohonnou jednotku do správného teplotního režimu (o tom, co by tento parametr měl být, přečtěte si odděleně), ale tento postup je nezbytnější, aby se mazivo v převodovce zahřálo. Při teplotách pod bodem mrazu olej zhoustne, a proto není tak dobře přečerpáván systémem a mazání převodů a dalších prvků je horší, pokud je v automobilu namontována mokrá spojka.
2. Když se vůz zastaví, musí se uvolnit převodovka. Za tímto účelem se po úplném zastavení vozidla sešlápnutím brzdového pedálu aktivuje ruční brzda, páka na voliči se přepne do neutrální polohy (poloha N), uvolní se brzda (rychlostní stupně se uvolní) a poté Hlavice řadicí páky se přesune do parkovací polohy (P). Při provádění tohoto postupu je důležité zajistit správnou funkci parkovací brzdy.
3. Sportovní styl jízdy a robotická převodovka jsou nekompatibilní koncepty. V tomto režimu jsou kotouče spojky ostře přitlačeny na setrvačník, což vede k jejich zrychlenému opotřebení. Proto těm, kterým se nelíbí styl jízdy „důchodce“, je lepší tuto stranu přenosu obejít.
4. Na nestabilním povrchu vozovky (led / sníh) nedovolte, aby hnací kola proklouzla. Pokud je vůz zaseknutý, je lepší vystoupit z „pasti“ v manuálním režimu a při nízkých otáčkách motoru.
5. Když se vozidlo zasekne v dopravní zácpě nebo v dopravní zácpě, je lepší přepnout na manuální řazení. Zabráníte tak častému řazení, které způsobí rychlejší vyčerpání koše. Při akceleraci v městském režimu je lepší plynule sešlápnout pedál a vyhnout se náhlému zrychlení a také nepřesouvat motor do vysokých otáček.
6. Při použití režimu Select Shift nedržte stisknutou klávesu +/-.
7. Pokud zastavení vozidla trvá déle než dvě minuty, je lepší nedržet sešlápnutý brzdový pedál, ale přepnout převodovku do parkovacího režimu s aktivovanou ruční brzdou. V tomto režimu skříň odpojí převody a kotouče spojky, což znemožňuje delší provoz akčních členů. Parkování se sešlápnutým brzdovým pedálem v režimu D by mělo být krátkodobé, protože v tomto případě elektronika odpojí spojku, ale spojky nadále fungují, což může vést k přehřátí mechanismů.
8. Neměli byste opomenout běžnou údržbu převodovky ani kontrolu hladiny maziva v klikové skříni.

Výhody a nevýhody řadicí páky

Zkoumali jsme tedy vlastnosti práce preselektivní robotické skříně Powershift a její úpravy. Teoreticky se zdá, že jednotka by měla pracovat efektivně a poskytovat pohodlné řazení. Uvažujme, jaké jsou pozitivní a negativní stránky tohoto vývoje.

Mezi výhody manuální převodovky Powershift patří:

• K přenosu točivého momentu ze spalovacího motoru na hnané hřídele převodovky dochází bez znatelné mezery;
• Jednotka poskytuje vylepšenou dynamiku vozidla;
• Rychlost se spíná plynule (v závislosti na stupni sešlápnutí plynového pedálu a opotřebení pákové konstrukce akčních členů);
• Vzhledem k tomu, že motor běží plynuleji a elektronika určuje nejefektivnější řazení v závislosti na zatížení jednotky, spotřebuje automobil méně paliva než analogové zařízení vybavené klasickým měničem točivého momentu.

Nevýhody robota Powershift jsou následující:

• Složitý design, díky kterému se zvyšuje počet potenciálních uzlů poruchy;
• Je třeba provést další plánovanou výměnu oleje (kromě plnění novým mazivem pro motor) a na jeho kvalitu jsou kladeny vysoké požadavky. V souladu s doporučením výrobce musí být plánovaná údržba skříně provedena maximálně každých 60 tisíc. kilometrů;
• Oprava mechanismu je komplikovaná a nákladná a není tolik odborníků, kteří těmto krabicím rozumí. Z tohoto důvodu je nemožné provádět práce na údržbě této manuální převodovky v garáži a ušetřit na tom.
• Pokud je vůz zakoupen na sekundárním trhu (zejména při nákupu na amerických aukcích), musíte zvážit, o jakou generaci se jedná. V modifikacích až do třetí generace docházelo k častým poruchám v provozu elektroniky, takže takové vozy shromáždily velké množství negativních recenzí.

Na závěr - krátké video o běžných chybách v provozu robotických boxů:

7 chyb při řízení s manuální převodovkou (robotická převodovka). Například DSG, PowerShift

Otázky a odpovědi:

Jak funguje box PowerShift? Má dvě hlavní hnací kola. Každý má svou vlastní spojku. Má dva vstupní hřídele (jeden pro sudé, druhý pro liché převody).

Jak dlouho box PowerShift trvá? Záleží na jízdních zvyklostech řidiče. Obvykle je nutná výměna setrvačníku a spojkové jednotky na 100-150 tisíc km. najetých kilometrů. Samotný box je schopen ponechat dvě taková období.

Co je špatného na PowerShift? Robotická převodovka nepracuje tak hladce jako mechanika (spojka často prudce klesá - elektronika není schopna tento parametr upravit). Z tohoto důvodu se spojka rychle opotřebovává.