A estrutura e o princípio de operação da transmissão Powershift

Para melhorar o conforto ao dirigir, os fabricantes de automóveis estão desenvolvendo vários sistemas. Entre outras coisas, muita atenção é dada à transmissão. Hoje, várias empresas desenvolveram um grande número de transmissões automáticas. A lista inclui um variador, um robô e uma máquina automática (para mais detalhes sobre quais modificações a transmissão pode ter, ela é descrita em outro artigo) Em 2010, a Ford introduziu no mercado uma nova unidade de transmissão automática, que chamou de Powershift.

Apenas dois anos após o início da produção dessa caixa de câmbio, os clientes de novos modelos de automóveis começaram a receber reclamações sobre o funcionamento inadequado do mecanismo. Se você não entrar em detalhes, o feedback negativo de muitos usuários foi que a operação da caixa de câmbio costumava ser acompanhada por derrapagem, troca lenta de marchas, solavancos, superaquecimento e rápido desgaste dos elementos do dispositivo. Às vezes, havia mensagens sobre mudanças espontâneas de marcha e aceleração do carro, o que provocava acidentes.

Vamos considerar qual é a peculiaridade dessa transmissão, em que princípio funciona, quais modificações existem e, o mais importante - é tudo tão triste que você precisa ficar longe dessa transmissão?

O que é Powershift Box

A versão robótica do redutor da marca americana foi instalada na penúltima geração Focus (para o mercado americano), bem como na última geração deste modelo (oferecido para o mercado CIS). Algumas das usinas do Ford Fiesta, que ainda está presente nas concessionárias, bem como outros modelos de automóveis ou seus equivalentes estrangeiros, também estão agregadas a essa transmissão.

Esta caixa de câmbio foi especialmente ativamente instalada em carros com um "oval azul", que foram produzidos durante os anos 2012-2017. A montadora fez ajustes no design da transmissão manual diversas vezes e, para garantir aos compradores a confiabilidade do produto, aumentou a garantia para dois anos (de 5 para 7) ou para quem viaja muito, de 96.5 a 160.9 mil quilômetros.

Apesar disso, muitos clientes continuam insatisfeitos com esta transmissão. Claro, esta situação reduziu significativamente as vendas de carros com esta caixa. E não há dúvida de vender um carro no mercado secundário - se poucas pessoas decidem comprar um carro novo com transmissão robótica do tipo DPS6, então você não pode nem sonhar em vender um veículo usado com um conjunto tão completo, embora existem opções semelhantes em alguns sites.

O Powershift é uma transmissão robótica pré-seletiva. Ou seja, ele é equipado com uma cesta de embreagem dupla e dois conjuntos de mecanismos de engrenagem que proporcionam uma transição rápida entre as velocidades. A mudança para tal caixa de câmbio ocorre de acordo com o mesmo princípio da mecânica, apenas todo o processo é controlado não pelo motorista, mas pela eletrônica.

Outra transmissão DSG bastante conhecida, desenvolvida pelos especialistas da área de VAG, tem um princípio de operação semelhante (em detalhes sobre o que é, é descrito em uma revisão separada) Este desenvolvimento foi projetado para incorporar as vantagens das transmissões mecânicas e automáticas. Outra marca que a Powershift usa é a Volvo. Segundo o fabricante, essa transmissão manual é ideal para motores a diesel de alta potência e alto torque em baixas rotações.

Dispositivo Powershift

O dispositivo de transmissão manual Powershift inclui duas engrenagens de acionamento principais. Uma embreagem individual é usada para cada um deles. Por este motivo, a unidade de caixa está equipada com dois eixos de entrada. Outra característica do projeto é que um dos eixos de transmissão está localizado dentro do outro. Esse arranjo fornece um tamanho de módulo menor se esses mecanismos estivessem em planos diferentes.

O eixo externo é responsável por mudar um número par de marchas e engatar a ré. O eixo interno também é chamado de eixo "central" e aciona todas as engrenagens ímpares para girar. A foto abaixo mostra um diagrama deste projeto:

E – um cabo de força interno de um número ímpar de transferências; B - eixo de acionamento externo de número par de engrenagens; C - embreagem 1; D - embreagem 2 (os círculos indicam os números das marchas)

Apesar de o Powershift ser do tipo automático, não há conversor de torque em seu design. Além disso, o dispositivo de transmissão manual não possui uma engrenagem planetária e embreagens de fricção. Graças a isso, o funcionamento da transmissão não consome a potência da unidade de potência, como acontece com o funcionamento de um conversor de torque clássico. Nesse caso, o motor perde muito menos torque. Essa é a principal vantagem do robô.

Uma unidade de controle eletrônico (TCM) separada é usada para controlar a transição de baixa velocidade para alta velocidade e vice-versa. Ele é instalado no próprio corpo da caixa. Além disso, o circuito eletrônico da unidade inclui vários sensores, mas além dos sinais deles, a unidade de controle também coleta informações de outros sensores (carga do motor, posição do acelerador, velocidade da roda, etc., dependendo do modelo do carro e do sistemas instalados nele). Com base nesses sinais, o microprocessador de transmissão determina independentemente qual modo ativar.

Os componentes eletrônicos usam as mesmas informações para ajustar a embreagem e determinar quando mudar de marcha. Os motores elétricos atuam como atuadores neste projeto. Eles movem os discos de embreagem e eixos de transmissão.

O princípio de funcionamento da transmissão manual Powershift

A transmissão manual Powershift funcionará de acordo com o seguinte princípio. O tipo de embreagem dupla no dispositivo da unidade é necessário para minimizar o tempo de transição de uma velocidade para outra. A lógica é a seguinte. O motorista move a alavanca seletora da caixa de marchas para a posição de P para D. O sistema automático libera a embreagem do eixo central e, por meio de um motor elétrico, conecta as engrenagens da primeira marcha ao eixo de acionamento. A embreagem é liberada e o carro começa a se mover.

A unidade de controle da transmissão detecta o aumento da rotação do motor e, com base nisso, a segunda marcha é preparada (a marcha correspondente é movida para o eixo externo). Assim que o algoritmo que envia um sinal para aumentar a velocidade é acionado, a primeira embreagem é liberada e a segunda é conectada ao volante (para detalhes sobre que tipo de peça ele é, leia aqui) Os tempos de mudança de marcha são quase imperceptíveis, de forma que o carro não perde a dinâmica e o fluxo de torque é fornecido ao eixo de transmissão continuamente.

A montadora forneceu a capacidade de alternar no modo chamado manual. É quando o próprio motorista determina em que ponto a caixa deve ir para a próxima velocidade. Este modo é especialmente útil ao dirigir em declives longos ou engarrafamentos. Mova a alavanca para frente para aumentar a velocidade e para trás para abaixá-la. Os paddle shifters são usados ​​como uma alternativa avançada (em modelos com desempenho esportivo). Um princípio semelhante tem uma caixa do tipo Tip-Tronic (para saber como funciona, leia em outro artigo) Em outras situações, a caixa é controlada em modo automático. Dependendo do modelo, o seletor da caixa de velocidades automática é equipado com posições de controle de cruzeiro (quando a transmissão não muda acima de uma determinada marcha).

Entre os desenvolvimentos da montadora americana, há duas modificações de robôs pré-seletivos Powershift. Um trabalha com embreagem seca e o outro com embreagem úmida. Vamos considerar qual é a diferença entre esses tipos de caixas.

Princípio de funcionamento do Powershift com embreagem seca

A embreagem seca em uma transmissão Powershift funciona da mesma maneira que na mecânica convencional. O disco de fricção é fortemente pressionado contra a superfície do volante. Por meio dessa ligação, o torque é transmitido do virabrequim para o eixo de acionamento do comando final. Não há óleo neste arranjo, pois evita o atrito seco entre as peças.

Este design da cesta da embreagem há muito se estabeleceu como um uso eficiente da potência do motor (isso é especialmente perceptível no caso de um pacote com um motor de baixa potência, em que cada cavalo-vapor conta).

A desvantagem desta modificação é que o nó tende a ficar muito quente, como resultado do que seu serviço é reduzido. Lembre-se de que é difícil para a eletrônica controlar a precisão com que o disco precisa ser preso ao volante. Se isso acontecer em altas velocidades do motor, a superfície de fricção do disco se desgasta rapidamente.

Princípio de funcionamento da embreagem úmida Powershift

Como alternativa mais avançada, os engenheiros da empresa americana desenvolveram uma modificação com embreagem úmida. Este desenvolvimento tem uma série de vantagens em relação à versão anterior. O mais importante é que, devido à circulação de óleo perto dos atuadores, o calor é efetivamente removido deles, evitando o superaquecimento da unidade.

A caixa de embreagem úmida tem o mesmo princípio de operação, apenas as diferenças estão nos discos. No desenho da cesta, eles podem ser instalados de forma cônica ou paralela. A conexão paralela de elementos de fricção é usada em veículos com tração traseira. O arranjo cônico dos discos é usado em unidades de força que são instaladas no compartimento do motor (veículos com tração dianteira).

A desvantagem de tais mecanismos é que o motorista precisa monitorar a qualidade do óleo usado na transmissão. Além disso, o preço dessas caixas é muito mais alto devido ao design mais complexo. Ao mesmo tempo, não há superaquecimento da cesta, mesmo na estação quente, elas têm um maior recurso de trabalho e a retirada de força do motor é mais eficiente.

Embreagem dupla Powershift

O mecanismo principal dessa caixa é a embreagem dupla. Seu dispositivo inclui um sistema que regula o desgaste das peças. A maioria dos motoristas sabe que, se o pedal da embreagem for acionado abruptamente, o recurso do disco será drasticamente reduzido. Se o motorista puder determinar de forma independente até que ponto o pedal deve ser solto, dependendo da tensão do cabo, então será difícil para a parte eletrônica realizar este procedimento. E este é o principal problema da operação desconfortável da transmissão em muitos carros.

O design da cesta de embreagem dupla da transmissão manual Powershift consiste em:

• Amortecedores de vibração de torção (este efeito é parcialmente eliminado com a instalação de um volante de massa dupla, sobre o qual leia em detalhes aqui);
• Bloco de duas embreagens;
• Rolamento de dupla liberação;
• Dois atuadores eletromecânicos do tipo alavanca;
• Dois motores elétricos.

Avarias típicas do Powershift

O proprietário de um carro com um robô Powershift deve entrar em contato com o centro de serviço se ocorrer qualquer mau funcionamento da unidade. Aqui estão alguns dos sintomas que nunca devem ser ignorados:

1. Há ruídos estranhos durante a mudança de marcha. Normalmente, este é o primeiro sinal de algum tipo de avaria menor, que a princípio não afeta o funcionamento da transmissão de forma alguma, então muitos motoristas simplesmente ignoram esse sintoma. É verdade que o fabricante indica que ruídos estranhos na caixa não são casos cobertos pela garantia.
2. No início do movimento, o carro dá um solavanco. Este é o primeiro sinal de que a transmissão não está transferindo adequadamente a carga de trabalho do trem de força. Este sintoma será necessariamente seguido por algum tipo de avaria, portanto, você não deve atrasar a manutenção da máquina.
3. A mudança de marcha é acompanhada por solavancos ou solavancos. Na maioria das vezes, isso acontece devido ao fato de que os atuadores precisam ser corrigidos (os discos da embreagem estão desgastados, as molas estão enfraquecidas, as alavancas dos elementos de acionamento mudaram, etc.). A mesma coisa acontece na mecânica normal - a embreagem precisa ser apertada às vezes.
4. Durante o movimento, a vibração é sentida e, no início, o carro treme literalmente.
5. A eletrônica da transmissão freqüentemente entra no modo de emergência. Normalmente, esse sintoma é eliminado pela desativação e posterior ativação do sistema de ignição. Para maior confiança, você pode realizar um autodiagnóstico do sistema (para saber como chamar a função correspondente em alguns modelos de carro, leia aqui) para ver qual erro apareceu na eletrônica. Se as falhas ocorrerem com frequência, isso pode indicar um mau funcionamento da unidade de controle TCM.
6. Em velocidades reduzidas (do primeiro ao terceiro), crunches e batidas são ouvidos. Isso é um sinal de esgotamento nas engrenagens correspondentes, portanto, é melhor substituir essas peças em um futuro próximo.
7. Em baixas velocidades da unidade de potência (até 1300 rpm), são observados solavancos do veículo. Os choques também são sentidos durante a aceleração e desaceleração.

O tipo pré-selecionado de caixa robótica Powershift falha pelos seguintes motivos:

1. Os discos da embreagem estão muito gastos. Este é um dos pontos mais fracos em tal transmissão, já que os discos muitas vezes não são pressionados contra a superfície de fricção tão suavemente quanto o motorista faria. Com o desgaste crítico dessas peças, toda uma série de engrenagens pode desaparecer (as engrenagens são conectadas ao eixo e o torque não é transmitido). Se tal avaria aparecer antes de o carro passar de 100 mil, um dos discos é substituído. Em outros casos, é melhor trocar todo o kit. Após a instalação de novos discos, é imprescindível adaptar o funcionamento da eletrônica na caixa.
2. Retentores de óleo desgastados prematuramente. Nesse caso, a graxa vai parar onde não pertence. As consequências dependem de qual parte da unidade o óleo entrou. Esses danos podem ser eliminados apenas com a substituição das peças danificadas.
3. Repartição de acionamentos eletromagnéticos (solenóides). Este é outro ponto fraco no design do robô Powershift. Tal mau funcionamento não é registrado pela unidade de controle como um erro, então o carro pode sacudir e o sistema de bordo não mostra nenhuma falha.
4. Danos mecânicos ou de software ao TCM. Em muitas situações (dependendo da natureza da avaria), o dispositivo pisca. Em outros casos, o bloco é alterado para um novo e é costurado para uma máquina específica.
5. Quebras mecânicas (cunha do garfo, desgaste de rolamentos e engrenagens) como resultado de desgaste natural, bem como falha do motor elétrico. Esses danos não podem ser evitados, por isso, quando aparecem, as peças simplesmente mudam.
6. Falhas no volante de massa dupla (leia mais sobre eles aqui) Normalmente, essa quebra é acompanhada por guinchos, batidas e revoluções instáveis ​​do virabrequim. O volante é geralmente substituído pelos discos de embreagem para não desmontar a unidade em intervalos curtos.

Dicas de transmissão Powershift

Apesar do fato de que danos graves a um robô Powershift podem aparecer mais cedo do que um análogo mecânico, em muitos casos, essa transmissão é bastante confiável. Mas isso só é possível se o veículo for operado corretamente. Aqui estão algumas dicas para o funcionamento adequado da transmissão manual considerada:

1. Deixe o motor funcionar antes de começar a mover o veículo depois de imobilizado (especialmente no inverno). Isso permite que você coloque a unidade de potência no regime de temperatura adequado (sobre o que este parâmetro deve ser, leia separadamente), mas este procedimento é mais necessário para que o lubrificante aqueça na transmissão. Em temperaturas abaixo de zero, o óleo fica espesso, razão pela qual não é bombeado tão bem pelo sistema e a lubrificação das engrenagens e outros elementos é pior se uma embreagem úmida for instalada no carro.
2. Quando o carro para, você precisa descarregar a transmissão. Para isso, após uma parada completa do carro, segurando o pedal do freio, o freio de mão é acionado, a alavanca do seletor é transferida para ponto morto (posição N), o freio é liberado (as marchas são desengatadas), e então o o botão de mudança de marchas é movido para a posição de estacionamento (P). Ao realizar este procedimento, é importante garantir que o freio de estacionamento esteja funcionando corretamente.
3. Um estilo de direção esportivo e uma caixa de câmbio robótica são conceitos incompatíveis. Neste modo, os discos da embreagem são fortemente pressionados contra o volante, o que leva ao seu desgaste acelerado. Portanto, aqueles que não gostam do estilo de direção "aposentado", é melhor contornar este lado da transmissão.
4. Em estradas instáveis ​​(gelo / neve), não permita que as rodas motrizes deslizem. Se o carro ficar preso, é melhor sair da "armadilha" no modo manual e em baixas rotações do motor.
5. Quando o carro fica preso em um congestionamento ou congestionamento, é melhor mudar para a mudança de marcha manual. Isso evitará mudanças frequentes de marcha, o que fará com que a cesta se esgote mais rapidamente. Ao acelerar no modo urbano, é melhor pressionar o pedal suavemente e evitar acelerações bruscas, e também não colocar o motor em altas rotações.
6. Não mantenha pressionado o botão +/- enquanto estiver usando o modo “Select Shift”.
7. Se demorar mais de dois minutos para parar o carro, é melhor não manter o pedal do freio pressionado, mas colocar a transmissão em modo de estacionamento com o freio de mão ativado. Neste modo, a caixa desengata as engrenagens e os discos de embreagem, o que impede o funcionamento prolongado dos atuadores. Estacionar com o pedal do freio pressionado no modo D deve ser de curta duração, pois neste caso a eletrônica desliga a embreagem, mas as embreagens continuam funcionando, o que pode levar ao superaquecimento dos mecanismos.
8. Não se deve negligenciar a manutenção de rotina da caixa de engrenagens, bem como a verificação do nível de lubrificante no cárter.

Vantagens e desvantagens do Powershift

Assim, examinamos as características do trabalho da caixa robótica pré-seletiva Powershift e suas modificações. Em teoria, parece que a unidade deve funcionar de forma eficiente e fornecer uma troca de marchas confortável. Vamos considerar quais são os lados positivos e negativos desse desenvolvimento.

As vantagens da transmissão manual Powershift incluem:

• A transferência de torque do motor de combustão interna para os eixos acionados da transmissão ocorre sem uma lacuna perceptível;
• A unidade fornece dinâmica de veículo aprimorada;
• As velocidades são alteradas suavemente (dependendo do grau de pressão do pedal do acelerador e do desgaste da estrutura da alavanca dos atuadores);
• Como o motor funciona mais suavemente e a eletrônica determina a mudança de marcha mais eficiente, dependendo da carga da unidade, o carro consome menos combustível do que um análogo equipado com um conversor de torque clássico.

As desvantagens do robô Powershift são as seguintes:

• Projeto complexo, que aumenta o número de nós de avaria em potencial;
• Uma troca de óleo planejada adicional deve ser feita (além do enchimento com novo lubrificante para o motor), e altas exigências são impostas à sua qualidade. Conforme recomendação do fabricante, a manutenção programada da caixa deve ser realizada no máximo a cada 60 mil. quilômetros;
• O conserto do mecanismo é complicado e caro, e não há tantos especialistas que entendam essas caixas. Por este motivo, é impossível realizar trabalhos de manutenção desta caixa de velocidades manual numa garagem e poupar nisso.
• Se o carro for comprado no mercado secundário (especialmente ao comprar em leilões americanos), você precisa considerar a geração da transmissão. Nas modificações até a terceira geração, ocorreram falhas frequentes no funcionamento da eletrônica, de modo que esses carros receberam um grande número de críticas negativas.

Concluindo - um pequeno vídeo sobre erros comuns na operação de caixas robóticas:

7 erros ao dirigir uma transmissão manual (caixa de câmbio robótica). Por exemplo DSG, PowerShift

Perguntas e Respostas:

Como funciona a caixa PowerShift? Possui duas engrenagens de acionamento principais. Cada um tem sua própria embreagem. Possui dois eixos de entrada (um para engrenagens pares e outro para engrenagens ímpares).

Quanto tempo leva uma caixa PowerShift? Depende dos hábitos de direção do motorista. Normalmente, a substituição do volante e da unidade de embreagem é necessária por 100-150 mil km. quilometragem. A própria caixa é capaz de deixar dois desses períodos.

O que há de errado com o PowerShift? A caixa de engrenagens robótica não funciona tão bem quanto a mecânica (a embreagem costuma cair bruscamente - a eletrônica não consegue ajustar este parâmetro). Por causa disso, a embreagem se desgasta rapidamente.