Пристрій і принцип роботи коробки передач Powershift

Для підвищення комфорту в управлінні автомобілем автовиробники розробляють різні системи. Серед іншого багато уваги приділяється трансмісії. Сьогодні різними концернами було розроблено велику кількість АКПП. У список входить і варіатор, і робот, і автомат (детальніше про те, які модифікації може мати трансмісія, розповідається в іншій статті). У 2010-му році компанія Ford вивела на ринок новий автоматичний вузол трансмісії, який назвала Powershift.

Лише через два роки від початку виробництва даної коробки передач від покупців нових моделей авто почали надходити скарги на неадекватну роботу механізму. Якщо не вдаватися в подробиці, то негативний відгук багатьох користувачів полягав в тому, що робота КПП часто супроводжувалася проскальзиваніем, повільним перемиканням швидкостей, ривками, перегрівом і швидким зносом елементів пристрою. Іноді з'являлися повідомлення про мимовільному перемиканні передач і прискоренні авто, що провокувало аварії.

Розглянемо, в чому особливість даної коробки передач, за яким принципом вона працює, які модифікації бувають, і найголовніше - чи дійсно все настільки сумно, що від цієї трансмісії потрібно триматися подалі?

Що таке коробка Powershift

Роботизований варіант коробки передач від американського бренду встановлювався в передостанньому поколінні Focus (для американського ринку), а також в останньої генерації даної моделі (пропонувалася для ринку країн СНД). Ще такою трансмісією агрегатуються деякі силові установки Ford Fiesta, яка ще присутня в дилерських центрах, а також інші моделі автомобілів або їх зарубіжні аналоги.

Дана коробка передач особливо активно встановлювалася на автомобілі з «синім овалом», які випускалися протягом 2012-2017-х років. Автовиробник багато разів вносив корективи в конструкцію РКПВ, а щоб запевнити покупців у надійності вироби, підвищив гарантію на два роки (з 5 до 7) або для тих, хто багато їздить, з 96.5 до 160.9 тисяч кілометрів пробігу.

Незважаючи на це, безліч клієнтів залишаються незадоволеними даної трансмісією. Зрозуміло, такий стан в значній мірі знизило продажу автомобілів з цією коробкою. А про продаж автомобіля на вторинному ринку навіть не йдеться - якщо мало хто зважиться купити нову машину з роботизованою трансмісією типу DPS6, то про продаж уживаного транспорту з такою комплектацією можна і не мріяти, хоча на деяких майданчиках зустрічаються подібні варіанти.

Powershift - це роботизована коробка передач преселективна типу. Тобто вона оснащується подвійний кошиком зчеплення і двома наборами шестерних механізмів, які забезпечують швидкий перехід між швидкостями. Перемикання в такий КПП відбувається за тим же принципом, що і всередині механіки, тільки управляється весь процес не водієм, а електронікою.

Схожий принцип дії має ще одна відома трансмісія DSG, розроблена фахівцями концерну VAG (детально про те, що це таке, розповідається в окремому огляді). Дана розробка покликана втілити в собі переваги, які має механічний і автоматичний тип трансмісій. Ще один бренд, який використовує Powershift, це Volvo. Як заявляє виробник, дана РКПВ ідеально підходить для дизельних двигунів великої потужності і високим крутним моментом при низьких оборотах.

пристрій Powershift

У пристрій РКПВ Powershift входить дві приводні шестерні головної передачі. Для кожної з них використовується індивідуальне зчеплення. З цієї причини блок коробки оснащений двома первинними валами. Ще одна особливість конструкції в тому, що один з провідних валів розташований всередині іншого. Таке розташування забезпечує менші розміри модуля, якби ці механізми стояли в різних площинах.

Зовнішній вал відповідає за перемикання парного ряду передач і включає задній хід. Внутрішній вал також називається «центральний», і їм приводиться в обертання кожна непарна передача. На фото нижче показана схема цієї конструкції:

А – внутрішній приводний вал непарного ряду передач; В – зовнішній приводний вал парного ряду передач; З – зчеплення 1; D – зчеплення 2 (у гуртках вказані номери передач)

Незважаючи на те, що Powershift відноситься до автоматичного типу коробок, в її конструкції немає гідротрансформатора. Також в пристрої РКПВ немає планетарної передачі і фрикційних муфт. Завдяки цьому робота трансмісії не розходяться потужність силового агрегату, як при функціонуванні класичного гідротрансформатора. При цьому мотор втрачає набагато менше крутного моменту. У цьому полягає основний плюс робота.

Для управління переходом зі зниженою швидкості на підвищену і назад використовується окремий електронний блок управління (ТСМ). Він встановлюється на самому корпусі коробки. Також в електронну схему агрегату входить кілька датчиків, але крім сигналів від них блок керування ще збирає інформацію і від інших сенсорів (навантаження мотора, положення дроселя, швидкість обертання коліс і т.д. в залежності від моделі авто і систем, які в ньому встановлені ). На підставі цих сигналів мікропроцесор трансмісії самостійно визначає, який режим активувати.

За рахунок тієї ж інформації електроніка забезпечує регулювання зчеплення і визначає момент перемикання швидкості. Виконавчими механізмами в цій конструкції виступають електродвигуни. Вони переміщують диски зчеплення і провідні вали.

Принцип роботи РКПВ Powershift

Працювати РКПВ Powershift буде за наступним принципом. Подвійний тип зчеплення в пристрої агрегату потрібен для того, щоб мінімізувати час переходу з однієї швидкості на іншу. Логіка наступна. Водій переводить важіль селектора КПП в положення з Р на D. Автоматика розтискає зчеплення центрального вала і за допомогою електромотора під'єднує шестерні першої передачі до ведучого валу. Зчеплення відпускається, і машина починає їхати.

Блок управління трансмісією фіксує підвищення оборотів мотора, і на підставі цього готується друга передача (до зовнішнього валу підсувається відповідна шестерня). Як тільки спрацює алгоритм, який посилає сигнал на підвищення швидкості, перше зчеплення розтискається, а друге під'єднується до маховика (детально про те, що це за деталь, читайте тут). Час перемикання швидкостей практично непомітно, завдяки чому автомобіль не втрачає динаміки, а потік крутного моменту надходить на привідний вал безперервно.

Автовиробник передбачив можливість перемикання в так званому ручному режимі. Це коли водій сам визначає, в який момент коробка повинна перейти на наступну швидкість. Особливо корисний такий режим при русі по затяжним схилах або в пробках. Для підвищення швидкості потрібно перемістити важіль вперед, а для зниження - назад. Як просунутої альтернативи використовуються підрульові пелюстки (в моделях зі спортивними характеристиками). Схожий принцип має коробка типу Tip-Tronic (про те, як вона працює, читайте в іншій статті). В інших ситуаціях коробка управляється в автоматичному режимі. Залежно від моделі авто селектор КПП оснащений позиціями круїз-контролю (коли трансмісія не переходить вище певної передачі).

Серед розробок американського автовиробника існує дві модифікації преселективним роботів Powershift. Один працює з сухим зчепленням, а інший - з мокрим. Розглянемо, в чому різниця цих типів коробок.

Принцип роботи Powershift з сухим зчепленням

Сухе зчеплення в трансмісії Powershift працює за тим же принципом, що і в звичайній механіці. Фрикційний диск сильно притискається до поверхні маховика. Через цю зв'язку крутний момент передається від коленвала на приводний вал головної передачі. Масло в такій компоновці відсутня, так як воно запобігає сухе тертя між деталями.

Така конструкція корзини зчеплення вже давно зарекомендувала себе ефективним використанням потужності двигуна (особливо це відчутно в разі зв'язки з малопотужним мотором, в якому на рахунку кожна кінська сила).

Мінус такої модифікації в тому, що вузол схильний сильно нагріватися, внаслідок чого його служба скорочується. Нагадаємо, що електроніці складно контролювати, наскільки різко диск потрібно під'єднати до маховика. Якщо це відбувається на високих оборотах мотора, то фрикційна поверхня диска швидко зношується.

Принцип роботи Powershift з мокрим зчепленням

Як більш вдосконаленій альтернативи інженери американської компанії розробили модифікацію з мокрим зчепленням. У даній розробки є цілий ряд переваг перед попереднім варіантом. Найголовніший плюс в тому, що завдяки циркуляції біля виконавчих елементів масла від них ефективно відводиться тепло, а це запобігає перегріванню вузла.

У коробки з мокрим зчепленням той же принцип роботи, тільки відмінності в дисках. У конструкції кошика вони можуть встановлюватися конически або паралельно. Паралельне підключення фрикційних елементів використовується в автомобілях із заднім приводом. Конічний розташування дисків використовується в силових агрегатах, які встановлені поперек моторного відсіку (передньопривідні машини).

Мінус таких механізмів в тому, що автомобілісту потрібно стежити за якістю використовуваного в трансмісії масла. Також ціна подібних коробок набагато вище за рахунок більш складної конструкції. При цьому перегрів кошика відсутня, навіть в жаркий період року, у них більший робочий ресурс, та й потужність з мотора знімається ефективніше.

Подвійне зчеплення коробки Powershift

Ключовим механізмом в такій коробці є подвійне зчеплення. У його пристрій входить система, яка регулює знос деталей. Більшості автомобілістів відомо: якщо різко кидати педаль зчеплення, ресурс диска різко знижується. Якщо водій може самостійно визначити, в якій мірі потрібно відпускати педаль в залежності від натяжки троса, то електроніці складно виконати дану процедуру. І в цьому криється ключова проблема некомфортною роботи трансмісії на багатьох автомобілях.

Конструкція подвійний кошика зчеплення РКПВ Powershift складається з:

• Гасителів крутильних коливань (частково цей ефект усувається установкою двомасових маховика, про який докладно читайте тут);
• Блоку двох зчеплень;
• Подвійного вичавного підшипника;
• Двох електромеханічних виконавчих елементів типу важеля;
• Двох електромоторів.

Типові поломки Powershift

Звернутися в сервісний центр власнику автомобіля з роботом Powershift слід при появі будь-яких збоїв в роботі котла. Ось які симптоми ні в якому разі не можна ігнорувати:

1. З'явилися сторонні шуми під час перемикання швидкостей. Зазвичай це найперша ознака якоїсь незначної поломки, яка на перших порах ніяк не відбивається на роботі трансмісії, тому багато автомобілістів просто ігнорують цей симптом. Правда, виробник вказує, що сторонні шуми в коробці не є випадками, які покриваються гарантією.
2. При старті руху автомобіль сіпається. Це перша ознака того, що трансмісія неадекватно передає робоче навантаження від силового агрегату. За цим симптомом обов'язково піде якась поломка, тому не слід затягувати з обслуговуванням машини.
3. Перемикання швидкостей супроводжується ривками або поштовхами. Найчастіше це відбувається через те, що виконавчі механізми потребують корекції (виробилися диски зчеплення, ослабли пружини, змістилися важелі приводних елементів і т.д.). Те ж відбувається і в звичайній механіці - зчеплення потрібно іноді підтягувати.
4. У процесі руху відчувається вібрація, а при старті машина буквально трясеться.
5. Електроніка трансмісії часто переходить в аварійний режим. Зазвичай даний симптом усувається деактивацією і наступною активацією системи запалювання. Для більшої впевненості можна провести самодіагностику системи (про те, як викликати відповідну функцію в деяких моделях авто, читайте тут), Щоб побачити, яка помилка з'явилася в електроніці. Якщо збої відбуваються часто, це може свідчити про порушення роботи блоку управління ТСМ.
6. На знижених швидкостях (з першої по третю) чутні хрускоти і постукування. Це ознака вироблення на відповідних шестернях, тому найближчим часом краще провести заміну цих деталей.
7. На низьких оборотах силового агрегату (до 1300об) спостерігаються ривки транспортного засобу. При прискоренні і гальмуванні також відчуваються поштовхи.

Роботизована коробка Powershift преселективна типу виходить з ладу з наступних причин:

1. Диски зчеплення сильно зносилися. Це одне з найслабших місць в такій трансмісії, так як диски часто притискаються до фрикційної поверхні не так плавно, як це зробив би водій. При критичному зносі цих деталей може пропасти цілий ряд передач (шестерні підключаються до валу, а крутний момент не передається). Якщо така поломка з'явилася, поки автомобіль не пройшов 100 тисяч, проводиться заміна одного з дисків. В інших випадках краще міняти весь комплект. Після установки нових дисків обов'язково адаптувати роботу електроніки в коробці.
2. Передчасно зносилися сальники. В цьому випадку мастило потрапляє туди, де їй не місце. Наслідки залежать від того, в яку частину агрегату потрапило масло. Усунути таку поломку можна тільки за допомогою заміни зіпсованих деталей.
3. Поломка електромагнітних приводів (соленоїди). Це ще одне слабке місце в конструкції робота Powershift. Така несправність не фіксується блоком управління, як помилка, тому машина може сіпатися, а бортова система не показує ніякої поломку.
4. Механічне або програмне пошкодження ТСМ. У багатьох ситуаціях (в залежності від характеру поломки) пристрій перепрошивати. В інших випадках блок змінюється на новий і прошивається під конкретну машину.
5. Механічні поломки (клин вилки, знос підшипників і шестерень) в результаті природного зносу, а також вихід з ладу електромотора. Такі пошкодження неможливо попередити, тому при їх появі деталі просто змінюються.
6. Несправності в двомасових маховику (детальніше про них читайте тут). Зазвичай така поломка супроводжується скрипом, стукотами і нестабільними оборотами коленвала. Заміна маховика зазвичай проводиться разом з дисками зчеплення, щоб не розбирати агрегат через невеликі проміжки часу.

Поради по експлуатації КПП Powershift

Незважаючи на те, що серйозні поломки робота Powershift можуть з'явитися раніше, ніж у механічного аналога, у багатьох випадках така трансмісія досить надійна. Але це можливо тільки за умови правильної експлуатації транспортного засобу. Ось деякі поради по грамотної експлуатації даної РКПВ:

1. Перш ніж почати рух автомобіля після простою (особливо взимку), потрібно дати двигуну попрацювати. Це дозволяє вивести силовий агрегат на належний температурний режим (про те, яким повинен бути цей параметр, читайте окремо), Але більше ця процедура потрібна для того, щоб мастило прогрілася в трансмісії. При мінусових температурах масло стає густим, через що воно не так якісно прокачується по системі і гірше відбувається мастило шестерень і інших елементів, якщо в машині встановлено мокре зчеплення.
2. Коли машина зупиняється, потрібно розвантажити трансмісію. Для цього після повної зупинки авто, утримуючи педаль гальма, активується ручник, важіль на селекторі перекладається в нейтраль (положення N), відпускається гальмо (при цьому шестерні роз'єднуються), а потім ручка КПП перекладається в позицію паркування (Р). При виконанні даної процедури важливо переконатися, що гальмо стоянки справний.
3. Спортивний стиль їзди і роботизована коробка передач - несумісні поняття. У такому режимі диски зчеплення різко притискаються до маховика, що призводить до їх прискореного зносу. Тому тим, хто не любить «пенсіонерський» стиль їзди, краще обходити цю трансмісію стороною.
4. На нестійкому дорожньому покритті (лід / сніг) не слід допускати пробуксовку ведучих коліс. Якщо машина застрягла, краще вибиратися з «пастки» в ручному режимі перемикання і на малих обертах мотора.
5. Коли автомобіль потрапив в пробку або тягучку, краще перейти на ручне перемикання швидкостей. Це запобіжить часте перемикання між передачами, через що корзина швидше виробить свій ресурс. При прискоренні в міському режимі краще натискати педаль плавно і уникати різкого прискорення, а також не виводити мотор на підвищені оберти.
6. Під час використання режиму "Select Shift" не утримувати кнопку +/-.
7. Якщо зупинка машини займає більше двох хвилин, краще не тримати педаль гальма натиснутою, а перевести трансмісію в режим парковки з активованим ручним гальмом. В цьому режимі коробка від'єднує шестерні і диски зчеплення, що запобігає тривалу роботу виконавчих механізмів. Стоянка з натиснутою педаллю гальма в режимі D повинна бути нетривалої, так як в цьому випадку електроніка від'єднує зчеплення, але муфти продовжують працювати, що може привести до перегріву механізмів.
8. Не слід нехтувати регламентом планового технічного обслуговування КПП, а також перевіркою рівня мастильного матеріалу в картері.

Переваги та недоліки Powershift

Отже, ми розглянули особливості роботи преселективной роботизованою коробки Powershift і її модифікацій. У теорії здається, що агрегат повинен працювати ефективно, і забезпечувати комфортне перемикання передач. Розглянемо, які у даної розробки позитивні і негативні сторони.

До плюсів РКПВ Powershift відносяться:

• Передача крутного моменту від двигуна внутрішнього згоряння до веденим валами трансмісії відбувається без відчутного розриву;
• Агрегат забезпечує поліпшену динаміку транспортного засобу;
• Швидкості перемикаються плавно (залежить від ступеня натискання на педаль газу і зносу важеля конструкції виконавчих елементів);
• Так як мотор працює більш плавно, а електроніка визначає максимально ефективне перемикання швидкостей в залежності від навантаження на агрегат, автомобіль витрачає менше палива, ніж аналог, оснащений класичним гидротрансформатором.

Мінуси у робота Powershift наступні:

• Складна конструкція, через що збільшується кількість потенційних вузлів поломок;
• Повинна проводитися додаткова планова заміна масла (крім заливки нової мастила для двигуна), а до його якості пред'являються високі вимоги. Відповідно до рекомендації виробника планове ТО коробки потрібно проводити максимум через кожні 60тис. кілометрів;
• Ремонт механізму складний і дорогий, а фахівців, які знаються на подібних коробках, не так вже й багато. З цієї причини роботу по обслуговуванню даної РКПВ неможливо провести в гаражних умовах, і на цьому заощадити.
• Якщо машина купується на вторинному ринку (особливо при покупці на американських аукціонах), потрібно врахувати, якого покоління трансмісія. У модифікаціях до третього покоління спостерігалися часті збої в роботі електроніки, тому такі автомобілі збирали велику кількість негативних відгуків.

На завершення - невелике відео про найпоширеніші помилки при експлуатації роботизованих коробок:

7 помилок при їзді на РКПВ (Роботизована Коробка Передач). На прикладі DSG, PowerShift

Питання та відповіді:

Як влаштовано коробку PowerShift? У ній є дві приводні шестірні головної передачі. Для кожної з них є власне зчеплення. У ній встановлюється два первинні вали (один для парних, інший – для непарних передач).

Скільки ходить коробка PowerShift? Це залежить від звичок водія. Зазвичай заміна маховика та блоку зчеплення потрібна на 100-150 тисяч км. пробігу. Сама коробка здатна відходити два такі періоди.

Чим поганий PowerShift? Роботизована коробка працює не так плавно, як механіка (зчеплення часто опускається різко – електроніка не здатна коригувати цей параметр). Через це швидко зношується зчеплення.