La struttura e il principio di funzionamento della trasmissione Powershift

Per migliorare il comfort di guida, le case automobilistiche stanno sviluppando vari sistemi. Tra l'altro, molta attenzione viene posta alla trasmissione. Oggi, varie aziende hanno sviluppato un gran numero di trasmissioni automatiche. L'elenco comprende un variatore, un robot e una macchina automatica (per maggiori dettagli su quali modifiche può avere la trasmissione, è descritto in un altro articolo). Nel 2010, Ford ha introdotto sul mercato una nuova unità di trasmissione automatica, che ha chiamato Powershift.

Solo due anni dopo l'inizio della produzione di questo cambio, i clienti di nuovi modelli di auto hanno iniziato a ricevere reclami per il funzionamento inadeguato del meccanismo. Se non si entra nei dettagli, il feedback negativo di molti utenti è stato che il funzionamento del cambio era spesso accompagnato da slittamento, cambio di marcia lento, strappi, surriscaldamento e rapida usura degli elementi del dispositivo. A volte c'erano messaggi sul cambio di marcia spontaneo e sull'accelerazione dell'auto, che provocavano incidenti.

Consideriamo qual è la particolarità di questa trasmissione, su quale principio funziona, quali modifiche ci sono e, cosa più importante, è tutto davvero così triste che devi stare lontano da questa trasmissione?

Cos'è Powershift Box

La versione robotica del cambio del marchio americano è stata installata nella Focus di penultima generazione (per il mercato americano), così come nell'ultima generazione di questo modello (offerta per il mercato CIS). Anche alcune delle centrali elettriche della Ford Fiesta, che è ancora presente nelle concessionarie, così come altri modelli di auto o le loro controparti estere, sono aggregate a tale trasmissione.

Questo cambio è stato installato attivamente in particolare sulle auto con un "ovale blu", prodotte durante gli anni 2012-2017. La casa automobilistica ha più volte apportato modifiche al design del cambio manuale e, per assicurare agli acquirenti l'affidabilità del prodotto, ha aumentato la garanzia per due anni (da 5 a 7) o per chi viaggia molto, da 96.5 a 160.9 mila chilometri.

Nonostante ciò, molti clienti rimangono insoddisfatti di questa trasmissione. Naturalmente, questa situazione ha ridotto notevolmente le vendite di auto con questa scatola. E non si tratta di vendere un'auto sul mercato secondario: se poche persone decidono di acquistare una nuova auto con una trasmissione robotica del tipo DPS6, allora non puoi nemmeno sognare di vendere un veicolo usato con un set così completo, sebbene ci sono opzioni simili su alcuni siti.

Powershift è una trasmissione robotica preselettiva. Cioè, è dotato di un doppio cestello della frizione e due serie di ingranaggi che forniscono una rapida transizione tra le velocità. Il passaggio a un tale cambio avviene secondo lo stesso principio della meccanica, solo l'intero processo è controllato non dal conducente, ma dall'elettronica.

Un'altra ben nota trasmissione DSG, sviluppata dagli specialisti della preoccupazione VAG, ha un principio di funzionamento simile (in dettaglio su cosa sia, è descritto in una recensione separata). Questo sviluppo è progettato per incorporare i vantaggi delle trasmissioni meccaniche e automatiche. Un altro marchio utilizzato da Powershift è Volvo. Secondo il produttore, questa trasmissione manuale è ideale per motori diesel di elevata potenza e coppia elevata a bassi regimi.

Dispositivo Powershift

Il dispositivo di trasmissione manuale Powershift include due marce di trasmissione principali. Per ciascuno di essi viene utilizzata una frizione individuale. Per questo motivo il box unit è dotato di due alberi di entrata. Un'altra caratteristica del design è che uno degli alberi di trasmissione si trova all'interno dell'altro. Questa disposizione fornisce una dimensione del modulo più piccola se questi meccanismi fossero in piani diversi.

L'albero esterno è responsabile del cambio di un numero pari di marce e innesta la retromarcia. L'albero interno è anche chiamato albero "centrale" e fa ruotare ogni ingranaggio dispari. La foto sotto mostra un diagramma di questo design:

E – un albero di potenza interno di un numero dispari di trasferimenti; B - albero motore esterno di un numero pari di ingranaggi; C - frizione 1; D - frizione 2 (i cerchi indicano i numeri delle marce)

Nonostante il Powershift sia di tipo automatico, nel suo design non è presente un convertitore di coppia. Inoltre, il dispositivo di trasmissione manuale non ha un ingranaggio planetario e frizioni a frizione. Grazie a ciò, il funzionamento della trasmissione non consuma la potenza del propulsore, come con il funzionamento di un classico convertitore di coppia. In questo caso, il motore perde molta meno coppia. Questo è il principale vantaggio del robot.

Un'unità di controllo elettronica separata (TCM) viene utilizzata per controllare il passaggio da bassa velocità ad alta velocità e viceversa. Si installa sul cassonetto stesso. Inoltre, il circuito elettronico dell'unità include diversi sensori, ma oltre ai segnali da essi, la centralina raccoglie anche informazioni da altri sensori (carico del motore, posizione dell'acceleratore, velocità della ruota, ecc., A seconda del modello di auto e del sistemi installati al suo interno). Sulla base di questi segnali, il microprocessore di trasmissione determina autonomamente quale modalità attivare.

L'elettronica utilizza le stesse informazioni per regolare la frizione e determinare quando cambiare marcia. I motori elettrici agiscono come attuatori in questo design. Muovono i dischi della frizione e gli alberi di trasmissione.

Il principio di funzionamento del cambio manuale Powershift

La trasmissione manuale Powershift funzionerà secondo il seguente principio. Il doppio tipo di frizione nel dispositivo dell'unità è necessario per ridurre al minimo il tempo di transizione da una velocità all'altra. La logica è la seguente. Il guidatore sposta la leva selettrice del cambio in posizione da P a D. Il sistema automatico sblocca la frizione dell'albero centrale e, tramite un motore elettrico, collega gli ingranaggi della prima marcia all'albero motore. La frizione viene rilasciata e l'auto inizia a muoversi.

La centralina del cambio rileva l'aumento del regime del motore e, in base a questo, viene preparata la seconda marcia (la marcia corrispondente viene spostata sull'albero esterno). Non appena viene attivato l'algoritmo che invia un segnale per aumentare la velocità, la prima frizione viene rilasciata e la seconda viene collegata al volano (per i dettagli su che tipo di parte si tratta, leggere qui). I tempi di cambio marcia sono quasi impercettibili, quindi l'auto non perde dinamica e il flusso di coppia viene fornito all'albero motore in modo continuo.

La casa automobilistica ha fornito la possibilità di passare alla cosiddetta modalità manuale. Questo è quando il conducente stesso determina a che punto la scatola deve passare alla velocità successiva. Questa modalità è particolarmente utile quando si guida su lunghi pendii o negli ingorghi. Spostare la leva in avanti per aumentare la velocità e indietro per abbassarla. I paddle shifters sono usati come alternativa avanzata (nei modelli con prestazioni sportive). Un principio simile ha una casella di tipo Tip-Tronic (per come funziona, leggi in un altro articolo). In altre situazioni, la scatola è controllata in modalità automatica. A seconda del modello, il selettore del cambio automatico è dotato di posizioni di controllo della velocità di crociera (quando la trasmissione non passa al di sopra di una determinata marcia).

Tra gli sviluppi della casa automobilistica americana, ci sono due modifiche dei robot preselettivi Powershift. Uno funziona con una frizione a secco e l'altro con una frizione a bagno d'olio. Consideriamo qual è la differenza tra questi tipi di scatole.

Principio di funzionamento del Powershift con frizione a secco

La frizione a secco in una trasmissione Powershift funziona allo stesso modo della meccanica convenzionale. Il disco di frizione è fortemente premuto contro la superficie del volano. Attraverso questo collegamento, la coppia viene trasmessa dall'albero motore all'albero motore della trasmissione finale. Non c'è olio in questa disposizione poiché impedisce l'attrito a secco tra le parti.

Questo design del cestello della frizione si è affermato da tempo come un uso efficiente della potenza del motore (questo è particolarmente evidente nel caso di un fascio con un motore a bassa potenza, in cui conta ogni potenza).

Lo svantaggio di questa modifica è che il nodo tende a diventare molto caldo, di conseguenza il suo servizio viene ridotto. Ricorda che è difficile per l'elettronica controllare la precisione con cui il disco deve essere fissato al volano. Se ciò accade ad alti regimi del motore, la superficie di attrito del disco si consuma rapidamente.

Principio di funzionamento della frizione a bagno d'olio Powershift

Come alternativa più avanzata, gli ingegneri dell'azienda americana hanno sviluppato una modifica con una frizione a bagno d'olio. Questo sviluppo ha una serie di vantaggi rispetto alla versione precedente. Il vantaggio più importante è che a causa della circolazione dell'olio vicino agli attuatori, il calore viene efficacemente rimosso da essi e ciò impedisce il surriscaldamento dell'unità.

La scatola della frizione a bagno d'olio ha lo stesso principio di funzionamento, solo le differenze sono nei dischi. Nel design del cestello, possono essere installati conici o in parallelo. Il collegamento in parallelo degli elementi di attrito viene utilizzato nei veicoli con trazione posteriore. La disposizione conica dei dischi viene utilizzata nei propulsori installati nel vano motore (veicoli a trazione anteriore).

Lo svantaggio di tali meccanismi è che l'automobilista deve monitorare la qualità dell'olio utilizzato nella trasmissione. Inoltre, il prezzo di tali scatole è molto più alto a causa del design più complesso. Allo stesso tempo, non c'è surriscaldamento del cestello, anche nella stagione calda, hanno una maggiore risorsa di lavoro e la potenza dal motore viene rimossa in modo più efficiente.

Doppia frizione Powershift

Il meccanismo chiave in una tale scatola è la doppia frizione. Il suo dispositivo include un sistema che regola l'usura delle parti. La maggior parte degli automobilisti sa che se il pedale della frizione viene lanciato bruscamente, la risorsa del disco verrà drasticamente ridotta. Se il conducente può determinare in modo indipendente fino a che punto il pedale deve essere rilasciato a seconda della tensione del cavo, è difficile per l'elettronica eseguire questa procedura. E questo è il problema chiave del funzionamento scomodo della trasmissione su molte auto.

Il design del cestello a doppia frizione del cambio manuale Powershift è costituito da:

• Antivibranti torsionali (questo effetto viene parzialmente eliminato installando un volano bimassa, di cui leggere in dettaglio qui);
• Blocco di due frizioni;
• Doppio cuscinetto di rilascio;
• Due attuatori elettromeccanici a leva;
• Due motori elettrici.

Tipici guasti Powershift

Il proprietario di un'auto con un robot Powershift deve contattare il centro di assistenza se si verificano malfunzionamenti nel funzionamento dell'unità. Ecco alcuni dei sintomi che non dovrebbero mai essere ignorati:

1. Ci sono rumori estranei durante il cambio di marcia. Di solito questo è il primo segno di una sorta di guasto minore, che all'inizio non influisce in alcun modo sul funzionamento della trasmissione, quindi molti automobilisti ignorano semplicemente questo sintomo. È vero, il produttore indica che i rumori estranei nella scatola non sono casi coperti dalla garanzia.
2. All'inizio del movimento, l'auto sussulta. Questo è il primo segno che la trasmissione non trasferisce adeguatamente il carico di lavoro dal gruppo propulsore. Questo sintomo sarà necessariamente seguito da qualche tipo di guasto, quindi non dovresti ritardare la manutenzione della macchina.
3. Il cambio di marcia è accompagnato da scatti o sobbalzi. Molto spesso ciò accade a causa del fatto che gli attuatori devono essere corretti (i dischi della frizione sono usurati, le molle sono indebolite, le leve degli elementi di trasmissione si sono spostate, ecc.). La stessa cosa accade nella meccanica normale: a volte la frizione deve essere serrata.
4. Durante il movimento si avverte una vibrazione e alla partenza l'auto trema letteralmente.
5. L'elettronica di trasmissione spesso entra in modalità di emergenza. Solitamente questo sintomo viene eliminato dalla disattivazione e successiva attivazione del sistema di accensione. Per maggiore sicurezza, è possibile eseguire un'autodiagnosi del sistema (per come chiamare la funzione corrispondente in alcuni modelli di auto, leggere qui) per vedere quale errore è apparso nell'elettronica. Se i guasti si verificano frequentemente, ciò può indicare un malfunzionamento della centralina TCM.
6. A velocità ridotte (dalla prima alla terza) si sentono scricchiolii e picchiettamenti. Questo è un segno di esaurimento degli ingranaggi corrispondenti, quindi è meglio sostituire queste parti nel prossimo futuro.
7. A basse velocità del propulsore (fino a 1300 giri / min), si osservano sobbalzi del veicolo. Gli urti si avvertono anche durante l'accelerazione e la decelerazione.

La scatola robotica Powershift di tipo preselettivo non funziona per i seguenti motivi:

1. I dischi della frizione sono molto usurati. Questo è uno dei punti più deboli in una trasmissione di questo tipo, poiché i dischi spesso non vengono premuti contro la superficie di attrito in modo uniforme come farebbe il guidatore. Con l'usura critica di queste parti, un'intera serie di ingranaggi può scomparire (gli ingranaggi sono collegati all'albero e la coppia non viene trasmessa). Se un tale guasto si verifica prima che l'auto abbia superato i 100 mila, uno dei dischi viene sostituito. In altri casi, è meglio cambiare l'intero kit. Dopo aver installato nuovi dischi, assicurarsi di adattare l'elettronica nella confezione.
2. Paraoli usurati prematuramente. In questo caso, il grasso finisce dove non gli appartiene. Le conseguenze dipendono dalla parte dell'unità in cui è entrato l'olio. Tale danno può essere eliminato solo sostituendo le parti danneggiate.
3. Guasto degli azionamenti elettromagnetici (solenoidi). Questo è un altro punto debole nel design del robot Powershift. Tale malfunzionamento non viene registrato dalla centralina come errore, quindi l'auto può sobbalzare e il sistema di bordo non mostra alcun guasto.
4. Danni meccanici o software al TCM. In molte situazioni (a seconda della natura del guasto), il dispositivo lampeggia. In altri casi, il blocco viene modificato in uno nuovo e viene cucito per una macchina specifica.
5. Guasti meccanici (cuneo della forcella, usura dei cuscinetti e degli ingranaggi) a seguito di usura naturale, nonché guasto del motore elettrico. Tali danni non possono essere prevenuti, quindi quando compaiono, le parti cambiano semplicemente.
6. Malfunzionamenti nel volano bimassa (leggi di più su di loro qui). Di solito, un tale guasto è accompagnato da cigolii, colpi e giri instabili dell'albero motore. Il volano viene solitamente sostituito con i dischi della frizione in modo da non smontare il gruppo a brevi intervalli.

Suggerimenti per la trasmissione Powershift

Nonostante il fatto che un serio danno a un robot Powershift possa apparire prima di un analogo meccanico, in molti casi una tale trasmissione è abbastanza affidabile. Ma questo è possibile solo se il veicolo funziona correttamente. Ecco alcuni suggerimenti per il corretto funzionamento del cambio manuale considerato:

1. Lasciar girare il motore prima di mettersi alla guida dopo un arresto (soprattutto in inverno). Ciò consente di portare l'unità di potenza al corretto regime di temperatura (su quale dovrebbe essere questo parametro, leggere separatamente), ma questa procedura è più necessaria affinché il lubrificante si riscaldi nella trasmissione. A temperature sotto lo zero, l'olio diventa denso, motivo per cui non viene pompato così bene attraverso il sistema e la lubrificazione degli ingranaggi e di altri elementi è peggiore se nell'auto è installata una frizione a bagno d'olio.
2. Quando l'auto si ferma, la trasmissione deve essere alleviata. Per fare ciò, dopo un arresto completo della vettura, tenendo premuto il pedale del freno, il freno a mano viene attivato, la leva del selettore viene spostata in folle (posizione N), il freno viene rilasciato (le marce sono disinnestate), quindi il il pomello del cambio si porta in posizione di parcheggio (P). Quando si esegue questa procedura, è importante assicurarsi che il freno di stazionamento funzioni correttamente.
3. Uno stile di guida sportivo e un cambio robotico sono concetti incompatibili. In questa modalità, i dischi della frizione vengono premuti bruscamente contro il volano, il che porta alla loro usura accelerata. Pertanto, a chi non ama lo stile di guida "pensionato", è meglio bypassare questo lato di trasmissione.
4. Su superfici stradali instabili (ghiaccio / neve), evitare che le ruote motrici slittino. Se l'auto si blocca, è meglio uscire dalla "trappola" in modalità manuale ea bassi regimi del motore.
5. Quando l'auto rimane bloccata in un ingorgo o in un ingorgo, è meglio passare al cambio manuale. Ciò impedirà frequenti cambi di marcia, che causeranno l'esaurimento del cestello più rapidamente. Quando si accelera in modalità urbana, è meglio premere il pedale dolcemente ed evitare accelerazioni improvvise e anche non portare il motore a regimi elevati.
6. Quando si utilizza la modalità Select Shift, non tenere premuto il tasto +/-.
7. Se occorrono più di due minuti per fermare l'auto, è meglio non tenere premuto il pedale del freno, ma mettere il cambio in modalità parcheggio con il freno a mano attivato. In questa modalità, la scatola scollega gli ingranaggi e i dischi della frizione, il che impedisce il funzionamento prolungato degli attuatori. Il parcheggio con il pedale del freno premuto in modalità D dovrebbe essere di breve durata, poiché in questo caso l'elettronica scollega la frizione, ma le frizioni continuano a funzionare, il che può portare al surriscaldamento dei meccanismi.
8. Non si deve trascurare la manutenzione ordinaria del cambio, così come il controllo del livello del lubrificante nel carter.

Vantaggi e svantaggi del Powershift

Quindi, abbiamo esaminato le caratteristiche del lavoro della scatola robotica preselettiva Powershift e le sue modifiche. In teoria, sembra che l'unità dovrebbe funzionare in modo efficiente e fornire un comodo cambio di marcia. Consideriamo quali sono i lati positivi e negativi di questo sviluppo.

I vantaggi del cambio manuale Powershift includono:

• Il trasferimento della coppia dal motore a combustione interna agli alberi condotti della trasmissione avviene senza uno spazio evidente;
• L'unità fornisce una migliore dinamica del veicolo;
• Le velocità vengono cambiate in modo fluido (a seconda del grado di pressione del pedale dell'acceleratore e dell'usura della struttura della leva degli attuatori);
• Poiché il motore funziona in modo più fluido e l'elettronica determina il cambio di marcia più efficiente a seconda del carico sull'unità, l'auto consuma meno carburante rispetto a un analogo dotato di un convertitore di coppia classico.

Gli svantaggi del robot Powershift sono i seguenti:

• Design complesso, che aumenta il numero di potenziali nodi di guasto;
• È necessario effettuare un ulteriore cambio dell'olio pianificato (oltre al riempimento con nuovo lubrificante per il motore) e imporre requisiti elevati sulla sua qualità. In accordo con la raccomandazione del produttore, la manutenzione programmata della scatola deve essere eseguita al massimo ogni 60 mila. chilometri;
• La riparazione del meccanismo è complicata e costosa e non ci sono così tanti specialisti che capiscono tali scatole. Per questo motivo, è impossibile eseguire lavori sulla manutenzione di questo cambio manuale in un garage e risparmiare su questo.
• Se l'auto viene acquistata sul mercato secondario (soprattutto quando si acquista alle aste americane), è necessario considerare di quale generazione è la trasmissione. Nelle modifiche fino alla terza generazione, c'erano frequenti guasti nel funzionamento dell'elettronica, quindi tali auto hanno raccolto un gran numero di recensioni negative.

In conclusione, un breve video sugli errori comuni nel funzionamento delle scatole robotiche:

7 errori durante la guida di una trasmissione manuale (cambio robotizzato). Ad esempio DSG, PowerShift

Domande e risposte:

Come funziona la scatola PowerShift? Ha due ingranaggi di trasmissione principali. Ognuno ha la sua frizione. Ha due alberi di ingresso (uno per le marce pari, l'altro per le marce dispari).

Quanto tempo impiega una scatola PowerShift? Dipende dalle abitudini di guida del conducente. Di solito, è necessaria la sostituzione del volano e dell'unità frizione per 100-150 mila km. chilometraggio. La scatola stessa è in grado di lasciare due di questi periodi.

Cosa c'è di sbagliato in PowerShift? Il cambio robotizzato non funziona così bene come la meccanica (la frizione spesso scende bruscamente - l'elettronica non è in grado di regolare questo parametro). Per questo motivo, la frizione si consuma rapidamente.