Aufbau und Funktionsweise des Lastschaltgetriebes

Um den Fahrkomfort zu verbessern, entwickeln die Automobilhersteller verschiedene Systeme. Unter anderem wird der Übertragung viel Aufmerksamkeit geschenkt. Heute haben verschiedene Unternehmen eine große Anzahl von Automatikgetrieben entwickelt. Die Liste enthält einen Variator, einen Roboter und eine automatische Maschine (für weitere Einzelheiten darüber, welche Änderungen das Getriebe haben kann, wird beschrieben in einem anderen Artikel). 2010 brachte Ford ein neues Automatikgetriebe auf den Markt, das es Powershift nannte.

Bereits zwei Jahre nach Produktionsbeginn dieses Getriebes erhielten Kunden neuer Automodelle Beschwerden über die unzureichende Funktion des Mechanismus. Wenn Sie nicht auf Details eingehen, war die negative Rückmeldung vieler Benutzer, dass der Getriebebetrieb häufig von Schlupf, langsamem Schalten, Ruckeln, Überhitzung und schnellem Verschleiß der Geräteelemente begleitet wurde. Manchmal gab es Meldungen über spontanes Schalten und Beschleunigen des Autos, die zu Unfällen führten.

Lassen Sie uns überlegen, was die Besonderheit dieser Übertragung ist, nach welchem ​​Prinzip sie funktioniert, welche Modifikationen vorhanden sind und vor allem - ist alles wirklich so traurig, dass Sie sich von dieser Übertragung fernhalten müssen?

Was ist Powershift Box?

Die Roboterversion des Getriebes der amerikanischen Marke wurde sowohl in der vorletzten Generation Focus (für den amerikanischen Markt) als auch in der neuesten Generation dieses Modells (für den GUS-Markt angeboten) eingebaut. Einige der Kraftwerke des Ford Fiesta, die noch in Autohäusern vorhanden sind, sowie andere Automodelle oder deren ausländische Gegenstücke sind ebenfalls mit einem solchen Getriebe zusammengefasst.

Dieses Getriebe wurde besonders aktiv bei Fahrzeugen mit einem "blauen Oval" eingebaut, die in den Jahren 2012-2017 hergestellt wurden. Der Autohersteller hat das Design des Schaltgetriebes mehrfach angepasst und die Garantie für zwei Jahre (von 5 auf 7) oder für diejenigen, die viel unterwegs sind, erhöht, um den Käufern die Zuverlässigkeit des Produkts zu gewährleisten. von 96.5 bis 160.9 Tausend Kilometer.

Trotzdem bleiben viele Kunden mit dieser Übertragung unzufrieden. Natürlich hat diese Situation den Absatz von Autos mit dieser Box erheblich reduziert. Und es kommt nicht in Frage, ein Auto auf dem Sekundärmarkt zu verkaufen - wenn sich nur wenige für den Kauf eines neuen Autos mit einem Robotergetriebe vom Typ DPS6 entscheiden, können Sie nicht einmal davon träumen, ein gebrauchtes Fahrzeug mit einem so kompletten Satz zu verkaufen Auf einigen Websites gibt es ähnliche Optionen.

Powershift ist ein vorselektives Robotergetriebe. Das heißt, es ist mit einem Doppelkupplungskorb und zwei Sätzen von Getriebemechanismen ausgestattet, die einen schnellen Übergang zwischen den Geschwindigkeiten ermöglichen. Das Umschalten auf ein solches Getriebe erfolgt nach dem gleichen Prinzip wie in der Mechanik, nur der gesamte Prozess wird nicht vom Fahrer, sondern von der Elektronik gesteuert.

Ein anderes bekanntes DSG-Getriebe, das von den Spezialisten des VAG-Konzerns entwickelt wurde, hat ein ähnliches Funktionsprinzip (im Detail wird beschrieben, was es ist in einer separaten Überprüfung). Diese Entwicklung soll die Vorteile von mechanischen und automatischen Getrieben verkörpern. Eine andere Marke, die Powershift verwendet, ist Volvo. Laut Hersteller ist dieses Schaltgetriebe ideal für Dieselmotoren mit hoher Leistung und hohem Drehmoment bei niedrigen Drehzahlen.

Lastschaltgerät

Das Powershift-Schaltgetriebe umfasst zwei Hauptantriebsräder. Für jeden von ihnen wird eine individuelle Kupplung verwendet. Aus diesem Grund ist die Kasteneinheit mit zwei Eingangswellen ausgestattet. Ein weiteres Konstruktionsmerkmal ist, dass sich eine der Antriebswellen in der anderen befindet. Diese Anordnung bietet eine kleinere Modulgröße, wenn sich diese Mechanismen in verschiedenen Ebenen befinden.

Die äußere Welle ist für das Schalten einer geraden Anzahl von Gängen verantwortlich und schaltet rückwärts ein. Die innere Welle wird auch als "Mittelwelle" bezeichnet und treibt jedes ungerade Zahnrad an, um sich zu drehen. Das Foto unten zeigt ein Diagramm dieses Entwurfs:

Und – die innere Antriebswelle der ungeraden Zahl der Sendungen; B - äußere Antriebswelle einer geraden Anzahl von Gängen; C - Kupplung 1; D - Kupplung 2 (Kreise geben Gangnummern an)

Trotz der Tatsache, dass Powershift ein Automatikgetriebe ist, gibt es keinen Drehmomentwandler in seiner Konstruktion. Das manuelle Getriebe hat auch kein Planetengetriebe und keine Reibungskupplungen. Dank dessen verbraucht der Betrieb des Getriebes nicht die Leistung des Aggregats wie beim Betrieb eines klassischen Drehmomentwandlers. Gleichzeitig verliert der Motor viel weniger Drehmoment. Dies ist der Hauptvorteil des Roboters.

Eine separate elektronische Steuereinheit (TCM) steuert den Übergang von niedriger zu hoher Geschwindigkeit und umgekehrt. Es wird am Gehäusekörper selbst installiert. Die elektronische Schaltung der Einheit enthält auch mehrere Sensoren, aber zusätzlich zu den Signalen von diesen sammelt die Steuereinheit auch Informationen von anderen Sensoren (Motorlast, Drosselklappenstellung, Radgeschwindigkeit usw., abhängig vom Fahrzeugmodell und den Systemen) die darin installiert sind). Basierend auf diesen Signalen bestimmt der Übertragungsmikroprozessor unabhängig, welcher Modus aktiviert werden soll.

Die Elektronik verwendet dieselben Informationen, um die Kupplung einzustellen und zu bestimmen, wann der Gang gewechselt werden muss. Elektromotoren wirken bei dieser Konstruktion als Aktuatoren. Sie bewegen die Kupplungsscheiben und Antriebswellen.

Das Funktionsprinzip des Schaltgetriebes Powershift

Das Lastschalt-Schaltgetriebe funktioniert nach dem folgenden Prinzip. Der Doppelkupplungstyp in der Vorrichtung der Einheit wird benötigt, um die Übergangszeit von einer Geschwindigkeit zur anderen zu minimieren. Die Logik ist wie folgt. Der Fahrer bewegt den Schalthebel des Getriebes von P nach D. Das automatische System löst die Kupplung der Zentralwelle und verbindet über einen Elektromotor die Zahnräder des ersten Gangs mit der Antriebswelle. Die Kupplung wird gelöst und das Auto beginnt sich zu bewegen.

Das Getriebesteuergerät erkennt die Erhöhung der Motordrehzahl und auf dieser Grundlage wird der zweite Gang vorbereitet (der entsprechende Gang wird zur Außenwelle bewegt). Sobald der Algorithmus ausgelöst wird, der ein Signal zur Drehzahlerhöhung sendet, wird die erste Kupplung freigegeben und die zweite mit dem Schwungrad verbunden (Einzelheiten zu der Art des Teils finden Sie unter hier). Die Schaltzeiten sind kaum wahrnehmbar, damit das Auto nicht an Dynamik verliert und der Drehmomentfluss kontinuierlich auf die Antriebswelle übertragen wird.

Der Autohersteller hat die Möglichkeit bereitgestellt, in den sogenannten manuellen Modus umzuschalten. Dies ist der Zeitpunkt, an dem der Fahrer selbst festlegt, an welchem ​​Punkt die Box auf die nächste Geschwindigkeit fahren soll. Dieser Modus ist besonders nützlich, wenn Sie auf langen Hängen oder im Stau fahren. Um die Geschwindigkeit zu erhöhen, bewegen Sie den Hebel nach vorne und um ihn zu verringern, bewegen Sie ihn zurück. Die Schaltwippen werden als fortschrittliche Alternative verwendet (bei Modellen mit sportlicher Leistung). Ein ähnliches Prinzip hat eine Tip-Tronic-Box (lesen Sie, wie es funktioniert in einem anderen Artikel). In anderen Situationen wird die Box im automatischen Modus gesteuert. Je nach Modell ist der automatische Getriebeschalter mit Tempomatpositionen ausgestattet (wenn das Getriebe nicht über einen bestimmten Gang schaltet).

Unter den Entwicklungen des amerikanischen Autoherstellers gibt es zwei Modifikationen von vorselektiven Powershift-Robotern. Einer arbeitet mit einer trockenen Kupplung und der andere mit einer nassen Kupplung. Betrachten wir den Unterschied zwischen diesen Arten von Boxen.

Funktionsprinzip von Powershift mit Trockenkupplung

Die Trockenkupplung in einem Lastschaltgetriebe funktioniert genauso wie in der konventionellen Mechanik. Die Reibscheibe wird stark gegen die Schwungradoberfläche gedrückt. Über diese Verbindung wird das Drehmoment von der Kurbelwelle auf die Antriebswelle des Achsantriebs übertragen. Diese Anordnung enthält kein Öl, da es Trockenreibung zwischen Teilen verhindert.

Diese Konstruktion des Kupplungskorbs hat sich seit langem als effiziente Nutzung der Motorleistung etabliert (dies macht sich insbesondere bei einem Bündel mit einem Motor mit geringer Leistung bemerkbar, bei dem jede Leistung zählt).

Der Nachteil dieser Modifikation besteht darin, dass der Knoten dazu neigt, sehr heiß zu werden, wodurch sein Dienst verringert wird. Denken Sie daran, dass es für die Elektronik schwierig ist zu steuern, wie scharf die Disc am Schwungrad befestigt werden muss. Wenn dies bei hohen Motordrehzahlen geschieht, nutzt sich die Reibfläche der Scheibe schnell ab.

Funktionsprinzip der Lastschalt-Nasskupplung

Als fortschrittlichere Alternative haben die Ingenieure des amerikanischen Unternehmens eine Modifikation mit einer Nasskupplung entwickelt. Diese Entwicklung hat gegenüber der Vorgängerversion eine Reihe von Vorteilen. Das wichtigste Plus ist, dass aufgrund der Zirkulation von Öl in der Nähe der Aktuatoren effektiv Wärme von diesen abgeführt wird und dies eine Überhitzung des Geräts verhindert.

Der Nasskupplungskasten hat das gleiche Funktionsprinzip, nur die Unterschiede bestehen in den Scheiben. Im Korbdesign können sie konisch oder parallel installiert werden. Die Parallelschaltung von Reibelementen wird bei Fahrzeugen mit Hinterradantrieb verwendet. Die konische Anordnung der Scheiben wird bei Triebwerken verwendet, die über den Motorraum eingebaut sind (Fahrzeuge mit Frontantrieb).

Der Nachteil solcher Mechanismen besteht darin, dass der Autofahrer die Qualität des im Getriebe verwendeten Öls überwachen muss. Auch der Preis solcher Boxen ist aufgrund des komplexeren Designs viel höher. Gleichzeitig gibt es keine Überhitzung des Korbs, auch in der heißen Jahreszeit, sie haben eine größere Arbeitsressource und die Energie vom Motor wird effizienter entfernt.

Lastschalt-Doppelkupplung

Der Schlüsselmechanismus in einer solchen Box ist die Doppelkupplung. Das Gerät enthält ein System, das den Verschleiß von Teilen reguliert. Die meisten Autofahrer wissen, dass die Bandscheibenressource drastisch reduziert wird, wenn das Kupplungspedal abrupt betätigt wird. Wenn der Fahrer unabhängig von der Spannung des Kabels unabhängig bestimmen kann, inwieweit das Pedal losgelassen werden soll, ist es für die Elektronik schwierig, diesen Vorgang durchzuführen. Und dies ist das Hauptproblem des unangenehmen Betriebs des Getriebes bei vielen Autos.

Das Design des Doppelkupplungskorbs des Powershift-Schaltgetriebes besteht aus:

• Torsionsschwingungsdämpfer (dieser Effekt wird teilweise durch den Einbau eines Zweimassenschwungrads beseitigt, über das ausführlich gelesen wird hier);
• Block von zwei Kupplungen;
• Doppellager;
• Zwei elektromechanische Aktuatoren vom Hebeltyp;
• Zwei Elektromotoren.

Typische Powershift-Ausfälle

Der Besitzer eines Autos mit einem Powershift-Roboter sollte sich an das Service-Center wenden, wenn Störungen im Betrieb des Geräts auftreten. Hier sind einige der Symptome, die niemals ignoriert werden sollten:

1. Beim Schalten treten Fremdgeräusche auf. Normalerweise ist dies das allererste Anzeichen einer geringfügigen Störung, die den Betrieb des Getriebes zunächst in keiner Weise beeinträchtigt. Daher ignorieren viele Autofahrer dieses Symptom einfach. Der Hersteller gibt zwar an, dass Fremdgeräusche in der Box keine Fälle sind, die unter die Garantie fallen.
2. Beim Starten der Bewegung ruckelt das Auto. Dies ist das erste Anzeichen dafür, dass das Getriebe die Arbeitslast nicht ausreichend vom Antriebsstrang überträgt. Auf dieses Symptom folgt zwangsläufig eine Störung, sodass Sie die Wartung der Maschine nicht verzögern sollten.
3. Das Schalten wird von Rucken oder Rucken begleitet. Meistens geschieht dies aufgrund der Tatsache, dass die Aktuatoren korrigiert werden müssen (Kupplungsscheiben sind abgenutzt, Federn sind geschwächt, die Hebel der Antriebselemente haben sich verschoben usw.). Das gleiche passiert in der normalen Mechanik - die Kupplung muss manchmal angezogen werden.
4. Während der Bewegung sind Vibrationen zu spüren und zu Beginn zittert das Auto buchstäblich.
5. Die Getriebeelektronik wechselt häufig in den Notfallmodus. Normalerweise wird dieses Symptom durch Deaktivierung und anschließende Aktivierung des Zündsystems beseitigt. Für mehr Sicherheit können Sie eine Eigendiagnose des Systems durchführen (lesen Sie, wie Sie die entsprechende Funktion in einigen Automodellen aufrufen können) hier) um zu sehen, welcher Fehler in der Elektronik aufgetreten ist. Wenn häufig Fehler auftreten, kann dies auf eine Fehlfunktion der TCM-Steuereinheit hinweisen.
6. Bei reduzierter Geschwindigkeit (vom ersten bis zum dritten) sind Knirschen und Klopfen zu hören. Dies ist ein Zeichen für eine Erschöpfung der entsprechenden Zahnräder. Daher ist es besser, diese Teile in naher Zukunft auszutauschen.
7. Bei niedrigen Drehzahlen des Aggregats (bis zu 1300 U / min) werden Rucke des Fahrzeugs beobachtet. Schocks sind auch beim Beschleunigen und Abbremsen zu spüren.

Die vorselektive Powershift-Roboterbox fällt aus folgenden Gründen aus:

1. Die Kupplungsscheiben sind stark abgenutzt. Dies ist einer der schwächsten Punkte in einem solchen Antriebsstrang, da die Scheiben oft nicht so gleichmäßig gegen die Reibfläche gedrückt werden wie der Fahrer. Bei kritischem Verschleiß dieser Teile kann eine ganze Reihe von Zahnrädern verschwinden (Zahnräder sind mit der Welle verbunden und das Drehmoment wird nicht übertragen). Wenn eine solche Panne auftritt, bevor das Auto 100 passiert hat, wird eine der Scheiben ersetzt. In anderen Fällen ist es besser, das gesamte Kit zu wechseln. Nach dem Einlegen neuer Discs muss der Betrieb der Elektronik in der Box unbedingt angepasst werden.
2. Öldichtungen vorzeitig abgenutzt. In diesem Fall landet das Fett dort, wo es nicht hingehört. Die Folgen hängen davon ab, in welchen Teil der Einheit das Öl gelangt ist. Solche Schäden können nur durch Ersetzen beschädigter Teile beseitigt werden.
3. Ausfall elektromagnetischer Antriebe (Magnetspulen). Dies ist eine weitere Schwachstelle im Powershift-Roboterdesign. Eine solche Fehlfunktion wird vom Steuergerät nicht als Fehler erfasst, sodass das Fahrzeug möglicherweise ruckelt und das Bordsystem keine Panne anzeigt.
4. Mechanische oder Softwareschäden am TCM. In vielen Situationen (abhängig von der Art der Störung) blinkt das Gerät. In anderen Fällen wird der Block in einen neuen geändert und für eine bestimmte Maschine zusammengenäht.
5. Mechanische Ausfälle (Gabelkeil, Verschleiß von Lagern und Zahnrädern) infolge natürlicher Abnutzung sowie Ausfall des Elektromotors. Ein solcher Schaden kann nicht verhindert werden. Wenn sie auftreten, wechseln die Teile einfach.
6. Störungen im Zweimassenschwungrad (lesen Sie mehr darüber hier). Normalerweise geht ein solcher Ausfall mit Quietschen, Stößen und instabilen Kurbelwellenumdrehungen einher. Das Schwungrad wird normalerweise durch die Kupplungsscheiben ersetzt, um das Gerät nicht in kurzen Abständen zu zerlegen.

Lastschaltgetriebespitzen

Trotz der Tatsache, dass schwerwiegende Schäden an einem Powershift-Roboter früher auftreten können als bei einem mechanischen Analogon, ist ein solches Getriebe in vielen Fällen recht zuverlässig. Dies ist jedoch nur möglich, wenn das Fahrzeug ordnungsgemäß betrieben wird. Hier einige Tipps für den ordnungsgemäßen Betrieb des betrachteten Schaltgetriebes:

1. Lassen Sie den Motor laufen, bevor Sie das Fahrzeug nach einem Stillstand (insbesondere im Winter) bewegen. Auf diese Weise können Sie das Netzteil auf den richtigen Temperaturbereich bringen (Informationen zu diesem Parameter finden Sie unter) getrennt), aber dieses Verfahren ist mehr erforderlich, damit sich das Schmiermittel im Getriebe erwärmt. Bei Temperaturen unter Null wird das Öl dick, weshalb es nicht so gut durch das System gepumpt wird und die Schmierung von Zahnrädern und anderen Elementen schlechter ist, wenn eine nasse Kupplung im Auto eingebaut ist.
2. Wenn das Auto zum Stillstand kommt, muss das Getriebe entlastet werden. Zu diesem Zweck wird nach einem vollständigen Anhalten des Fahrzeugs, indem Sie das Bremspedal gedrückt halten, die Handbremse aktiviert, der Hebel am Wählhebel in den Leerlauf geschaltet (Position N), die Bremse gelöst (die Gänge werden gelöst) und dann die Der Schaltknauf wird in die Parkposition (P) gebracht. Bei diesem Vorgang ist darauf zu achten, dass die Feststellbremse ordnungsgemäß funktioniert.
3. Ein sportlicher Fahrstil und ein Robotergetriebe sind inkompatible Konzepte. In diesem Modus werden die Kupplungsscheiben stark gegen das Schwungrad gedrückt, was zu ihrem beschleunigten Verschleiß führt. Daher ist es für diejenigen, die den Fahrstil "Rentner" nicht mögen, besser, diese Übertragungsseite zu umgehen.
4. Lassen Sie auf instabilen Straßenoberflächen (Eis / Schnee) die Antriebsräder nicht durchrutschen. Wenn das Auto stecken bleibt, ist es besser, im manuellen Modus und bei niedrigen Motordrehzahlen aus der "Falle" herauszukommen.
5. Wenn das Auto im Stau oder Stau steckt, ist es besser, auf manuelles Schalten umzuschalten. Dies verhindert häufiges Schalten, wodurch der Korb schneller leer wird. Beim Beschleunigen im Stadtmodus ist es besser, das Pedal sanft zu betätigen, plötzliches Beschleunigen zu vermeiden und den Motor nicht auf hohe Drehzahlen zu bringen.
6. Halten Sie bei Verwendung des Select Shift-Modus die Taste +/- nicht gedrückt.
7. Wenn das Anhalten des Fahrzeugs länger als zwei Minuten dauert, ist es besser, das Bremspedal nicht gedrückt zu halten, sondern das Getriebe bei aktivierter Handbremse in den Parkmodus zu versetzen. In diesem Modus trennt die Box die Zahnräder und Kupplungsscheiben, wodurch ein längerer Betrieb der Aktuatoren verhindert wird. Das Parken bei gedrücktem Bremspedal im D-Modus sollte kurzfristig erfolgen, da in diesem Fall die Elektronik die Kupplung trennt, die Kupplungen jedoch weiter funktionieren, was zu einer Überhitzung der Mechanismen führen kann.
8. Sie sollten die routinemäßige Wartung des Getriebes sowie die Überprüfung des Schmiermittelstands im Kurbelgehäuse nicht vernachlässigen.

Vor- und Nachteile der Lastschaltung

Daher haben wir die Merkmale der Arbeit der vorselektiven Powershift-Roboterbox und ihre Modifikationen untersucht. Theoretisch sollte das Gerät effizient arbeiten und ein komfortables Schalten ermöglichen. Betrachten wir die positiven und negativen Seiten dieser Entwicklung.

Zu den Vorteilen des Powershift-Schaltgetriebes gehören:

• Die Drehmomentübertragung vom Verbrennungsmotor auf die angetriebenen Wellen des Getriebes erfolgt ohne erkennbaren Spalt;
• Das Gerät bietet eine verbesserte Fahrzeugdynamik;
• Die Geschwindigkeiten werden reibungslos umgeschaltet (abhängig vom Grad des Betätigens des Gaspedals und dem Verschleiß der Hebelstruktur der Aktuatoren);
• Da der Motor ruhiger läuft und die Elektronik abhängig von der Belastung des Geräts das effizienteste Schalten ermittelt, verbraucht das Auto weniger Kraftstoff als ein Analog mit einem klassischen Drehmomentwandler.

Die Nachteile des Powershift-Roboters sind folgende:

• Komplexes Design, aufgrund dessen die Anzahl potenzieller Ausfallknoten zunimmt;
• Ein zusätzlicher geplanter Ölwechsel muss durchgeführt werden (zusätzlich zum Befüllen mit neuem Schmiermittel für den Motor), und es werden hohe Anforderungen an seine Qualität gestellt. Gemäß der Empfehlung des Herstellers sollte die geplante Wartung der Box maximal alle 60 durchgeführt werden. Kilometer;
• Die Reparatur des Mechanismus ist kompliziert und teuer, und es gibt nicht so viele Spezialisten, die solche Kästen verstehen. Aus diesem Grund ist es unmöglich, Arbeiten an der Wartung dieses Schaltgetriebes in einer Garage durchzuführen und dies einzusparen.
• Wenn das Auto auf dem Sekundärmarkt gekauft wird (insbesondere beim Kauf auf amerikanischen Auktionen), müssen Sie überlegen, um welche Generation es sich bei dem Getriebe handelt. Bei Modifikationen bis zur dritten Generation kam es häufig zu Fehlern beim Betrieb der Elektronik, so dass solche Autos eine große Anzahl negativer Bewertungen erhielten.

Fazit - ein kurzes Video über häufige Fehler beim Betrieb von Roboterboxen:

7 Fehler beim Fahren eines Schaltgetriebes (Robotergetriebe). Zum Beispiel DSG, PowerShift

Fragen und Antworten:

Wie funktioniert die PowerShift-Box? Es hat zwei Hauptantriebsräder. Jeder hat seine eigene Kupplung. Es hat zwei Eingangswellen (eine für gerade, die andere für ungerade Gänge).

Wie lange dauert eine PowerShift-Box? Es hängt von den Fahrgewohnheiten des Fahrers ab. Normalerweise ist ein Austausch des Schwungrads und der Kupplungseinheit für 100-150 km erforderlich. Kilometerstand. Die Box selbst ist in der Lage, zwei solcher Zeiträume zu verlassen.

Was ist los mit PowerShift? Das Robotergetriebe arbeitet nicht so reibungslos wie die Mechanik (die Kupplung fällt oft stark ab - die Elektronik kann diesen Parameter nicht einstellen). Dadurch verschleißt die Kupplung schnell.