La estructura y el principio de funcionamiento de la transmisión Powershift.

Para mejorar la comodidad de conducción, los fabricantes de automóviles están desarrollando varios sistemas. Entre otras cosas, se presta mucha atención a la transmisión. Hoy en día, diversas preocupaciones han desarrollado una gran cantidad de transmisiones automáticas. La lista incluye un variador, un robot y una máquina automática (para más detalles sobre qué modificaciones puede tener la transmisión, se describe en otro articulo). En 2010, Ford introdujo en el mercado una nueva unidad de transmisión automática, a la que llamó Powershift.

Solo dos años después del inicio de la producción de esta caja de cambios, los clientes de los nuevos modelos de automóviles comenzaron a recibir quejas sobre el funcionamiento inadecuado del mecanismo. Si no entra en detalles, la retroalimentación negativa de muchos usuarios fue que el funcionamiento de la caja de cambios a menudo iba acompañado de deslizamientos, cambios de marcha lentos, sacudidas, sobrecalentamiento y desgaste rápido de los elementos del dispositivo. A veces había mensajes sobre el cambio de marcha espontáneo y la aceleración del coche, lo que provocaba accidentes.

Consideremos cuál es la peculiaridad de esta transmisión, sobre qué principio funciona, qué modificaciones hay y, lo que es más importante, ¿todo es realmente tan triste que debe mantenerse alejado de esta transmisión?

¿Qué es Powershift Box?

La versión robótica de la caja de cambios de la marca americana se instaló en la penúltima generación del Focus (para el mercado americano), así como en la última generación de este modelo (ofrecida para el mercado CIS). Algunas de las plantas de energía del Ford Fiesta, que todavía está presente en los concesionarios, así como otros modelos de automóviles o sus contrapartes extranjeras, también se agregan con dicha transmisión.

Esta caja de cambios se instaló especialmente activamente en automóviles con un "óvalo azul", que se produjeron durante los años 2012-2017. El fabricante de automóviles ha realizado ajustes en el diseño de la transmisión manual muchas veces, y para asegurar a los compradores la confiabilidad del producto, ha aumentado la garantía por dos años (de 5 a 7) o para quienes viajan mucho. de 96.5 a 160.9 mil kilómetros.

A pesar de esto, muchos clientes siguen descontentos con esta transmisión. Por supuesto, esta situación ha reducido significativamente las ventas de coches con esta caja. Y no se trata de vender un automóvil en el mercado secundario: si pocas personas deciden comprar un automóvil nuevo con una transmisión robótica del tipo DPS6, entonces ni siquiera puede soñar con vender un vehículo usado con un conjunto tan completo, aunque hay opciones similares en algunos sitios.

Powershift es una transmisión robótica preseleccionada. Es decir, está equipado con una cesta de doble embrague y dos juegos de mecanismos de cambio que proporcionan una rápida transición entre velocidades. El cambio a una caja de cambios de este tipo se produce de acuerdo con el mismo principio que en el interior de la mecánica, solo que todo el proceso no está controlado por el conductor, sino por la electrónica.

Otra transmisión DSG conocida desarrollada por los especialistas de la empresa VAG tiene un principio de funcionamiento similar (en detalle sobre lo que es, se describe en una revisión separada). Este desarrollo está diseñado para incorporar las ventajas que tienen las transmisiones mecánicas y automáticas. Otra marca que utiliza Powershift es Volvo. Según el fabricante, esta transmisión manual es ideal para motores diésel de alta potencia y alto par a bajas revoluciones.

Dispositivo Powershift

El dispositivo de transmisión manual Powershift incluye dos engranajes impulsores principales. Para cada uno de ellos se utiliza un embrague individual. Por esta razón, la unidad de caja está equipada con dos ejes de entrada. Otra característica de diseño es que uno de los ejes de transmisión se encuentra dentro del otro. Esta disposición proporciona un tamaño de módulo más pequeño si estos mecanismos estuvieran en planos diferentes.

El eje exterior es responsable de cambiar un número par de marchas y engrana la marcha atrás. El eje interior también se denomina "eje central" y hace girar todos los engranajes impares. La foto de abajo muestra un diagrama de este diseño:

Y – el árbol de transmisión interior del número impar de las transmisiones; B - eje de transmisión exterior de un número par de engranajes; C - embrague 1; D - embrague 2 (los círculos indican los números de marcha)

A pesar de que Powershift es una transmisión automática, no hay convertidor de par en su diseño. Además, el dispositivo de transmisión manual no tiene engranaje planetario ni embragues de fricción. Gracias a esto, el funcionamiento de la transmisión no consume la potencia de la unidad de potencia, como ocurre con el funcionamiento de un convertidor de par clásico. Al mismo tiempo, el motor pierde mucho menos par. Ésta es la principal ventaja del robot.

Se utiliza una unidad de control electrónico (TCM) separada para controlar la transición de baja velocidad a alta velocidad y viceversa. Se instala en el propio cuerpo de la caja. Además, el circuito electrónico de la unidad incluye varios sensores, pero además de las señales de ellos, la unidad de control también recopila información de otros sensores (carga del motor, posición del acelerador, velocidad de la rueda, etc., según el modelo de automóvil y los sistemas). que están instalados en él). Basado en estas señales, el microprocesador de transmisión determina independientemente qué modo activar.

La electrónica usa la misma información para ajustar el embrague y determinar cuándo cambiar de marcha. Los motores eléctricos actúan como actuadores en este diseño. Mueven los discos de embrague y los ejes de transmisión.

El principio de funcionamiento de la transmisión manual Powershift.

La transmisión manual Powershift funcionará de acuerdo con el siguiente principio. El doble tipo de embrague en el dispositivo es necesario para minimizar el tiempo de transición de una velocidad a otra. La logica es como sigue. El conductor mueve la palanca selectora de la caja de cambios a la posición de P a D. El sistema automático libera el embrague del eje central y, mediante un motor eléctrico, conecta los engranajes de la primera marcha al eje de transmisión. Se suelta el embrague y el automóvil comienza a moverse.

La unidad de control de la transmisión detecta el aumento de la velocidad del motor y, en base a esto, se prepara la segunda marcha (la marcha correspondiente se mueve al eje exterior). Tan pronto como se activa el algoritmo que envía una señal para aumentar la velocidad, se suelta el primer embrague y el segundo se conecta al volante (para obtener detalles sobre qué tipo de pieza es, lea aquí). Los tiempos de cambio de marchas son casi imperceptibles, por lo que el automóvil no pierde dinámica y el flujo de par se suministra al eje de transmisión de forma continua.

El fabricante de automóviles ha proporcionado la capacidad de cambiar en el llamado modo manual. Aquí es cuando el propio conductor determina en qué punto la caja debe ir a la siguiente velocidad. Este modo es especialmente útil cuando se conduce en pendientes largas o en atascos. Para aumentar la velocidad, mueva la palanca hacia adelante y para disminuirla, muévala hacia atrás. Las levas de cambio se utilizan como alternativa avanzada (en modelos con prestaciones deportivas). Un principio similar tiene un cuadro de tipo Tip-Tronic (para saber cómo funciona, lea en otro articulo). En otras situaciones, la caja se controla en modo automático. Dependiendo del modelo, el selector de caja de cambios automática está equipado con posiciones de control de crucero (cuando la transmisión no cambia por encima de cierta marcha).

Entre los desarrollos del fabricante de automóviles estadounidense, hay dos modificaciones de los robots preselectivos Powershift. Uno trabaja con embrague seco y el otro con embrague húmedo. Consideremos cuál es la diferencia entre estos tipos de cajas.

Principio de funcionamiento de Powershift con embrague seco

El embrague seco en una transmisión Powershift funciona de la misma manera que en la mecánica convencional. El disco de fricción está fuertemente presionado contra la superficie del volante. A través de este enlace, el par se transmite desde el cigüeñal al eje de transmisión del mando final. No hay aceite en esta disposición ya que evita la fricción seca entre las piezas.

Este diseño de la canasta del embrague se ha establecido durante mucho tiempo como un uso eficiente de la potencia del motor (esto es especialmente notable en el caso de un paquete con un motor de baja potencia, en el que cada caballo de fuerza cuenta).

La desventaja de esta modificación es que el nodo tiende a calentarse mucho, por lo que se reduce su servicio. Recuerde que es difícil para la electrónica controlar la precisión con la que se debe sujetar el disco al volante. Si esto sucede a altas velocidades del motor, la superficie de fricción del disco se desgasta rápidamente.

Principio de funcionamiento del embrague húmedo Powershift

Como alternativa más avanzada, los ingenieros de la empresa estadounidense han desarrollado una modificación con embrague húmedo. Este desarrollo tiene una serie de ventajas con respecto a la versión anterior. La ventaja más importante es que debido a la circulación de aceite cerca de los actuadores, el calor se elimina de manera efectiva y esto evita que la unidad se sobrecaliente.

La caja de embrague húmedo tiene el mismo principio de funcionamiento, solo las diferencias están en los discos. En el diseño de cesta, se pueden instalar de forma cónica o en paralelo. La conexión en paralelo de elementos de fricción se utiliza en vehículos con tracción trasera. La disposición cónica de los discos se utiliza en unidades de potencia que se instalan en el compartimento del motor (vehículos con tracción delantera).

La desventaja de tales mecanismos es que el automovilista necesita controlar la calidad del aceite usado en la transmisión. Además, el precio de tales cajas es mucho más alto debido al diseño más complejo. Al mismo tiempo, no hay sobrecalentamiento de la canasta, incluso en la temporada de calor, tienen un mayor recurso de trabajo y la energía del motor se elimina de manera más eficiente.

Embrague doble Powershift

El mecanismo clave en una caja de este tipo es el embrague doble. Su dispositivo incluye un sistema que regula el desgaste de las piezas. La mayoría de los automovilistas saben que si el pedal del embrague se pisa abruptamente, el recurso del disco se reducirá drásticamente. Si el conductor puede determinar de forma independiente hasta qué punto se debe soltar el pedal en función de la tensión del cable, entonces es difícil para la electrónica realizar este procedimiento. Y este es el problema clave del incómodo funcionamiento de la transmisión en muchos automóviles.

El diseño de la cesta de doble embrague de la transmisión manual Powershift consta de:

• Amortiguadores de vibraciones de torsión (este efecto se elimina parcialmente instalando un volante bimasa, sobre el cual lea en detalle aquí);
• Bloque de dos embragues;
• Cojinete de doble liberación;
• Dos actuadores electromecánicos de tipo palanca;
• Dos motores eléctricos.

Averías típicas de Powershift

El propietario de un automóvil con un robot Powershift debe comunicarse con el centro de servicio si ocurre alguna falla en el funcionamiento de la unidad. Estos son los síntomas que nunca deben ignorarse:

1. Hay ruidos extraños durante el cambio de marcha. Por lo general, este es el primer signo de algún tipo de avería menor, que al principio no afecta el funcionamiento de la transmisión de ninguna manera, por lo que muchos automovilistas simplemente ignoran este síntoma. Es cierto que el fabricante indica que los ruidos extraños en la caja no son casos que estén cubiertos por la garantía.
2. Al iniciar el movimiento, el automóvil se sacude. Esta es la primera señal de que la transmisión no está transfiriendo adecuadamente la carga de trabajo del tren motriz. Este síntoma necesariamente será seguido por algún tipo de avería, por lo que no debe retrasar el mantenimiento de la máquina.
3. El cambio de marcha va acompañado de tirones o sacudidas. La mayoría de las veces, esto sucede debido al hecho de que los actuadores deben corregirse (los discos de embrague están desgastados, los resortes están debilitados, las palancas de los elementos de transmisión se han movido, etc.). Lo mismo sucede en la mecánica normal: el embrague debe apretarse a veces.
4. Durante el movimiento, se siente una vibración y, al principio, el automóvil se sacude literalmente.
5. La electrónica de la transmisión a menudo entra en modo de emergencia. Por lo general, este síntoma se elimina mediante la desactivación y posterior activación del sistema de encendido. Para mayor confianza, puede realizar un autodiagnóstico del sistema (para saber cómo llamar a la función correspondiente en algunos modelos de automóvil, lea aquí) para ver qué error apareció en la electrónica. Si las fallas ocurren con frecuencia, esto puede indicar un mal funcionamiento de la unidad de control del TCM.
6. A velocidades reducidas (del primero al tercero) se escuchan crujidos y golpes. Este es un signo de agotamiento en los engranajes correspondientes, por lo que es mejor reemplazar estas piezas en un futuro próximo.
7. A bajas velocidades de la unidad de potencia (hasta 1300 rpm), se observan sacudidas del vehículo. Los golpes también se sienten durante la aceleración y la desaceleración.

La caja robótica Powershift de tipo preselectivo falla por las siguientes razones:

1. Los discos de embrague están muy desgastados. Este es uno de los puntos más débiles de este tipo de transmisión, ya que los discos a menudo no se presionan contra la superficie de fricción con tanta suavidad como lo haría el conductor. Con el desgaste crítico de estas piezas, puede desaparecer toda una serie de engranajes (los engranajes están conectados al eje y el par no se transmite). Si tal avería aparece antes de que el automóvil haya superado los 100 mil, se reemplaza uno de los discos. En otros casos, es mejor cambiar todo el kit. Después de instalar nuevos discos, es imperativo adaptar el funcionamiento de la electrónica en la caja.
2. Sellos de aceite desgastados prematuramente. En este caso, la grasa termina donde no debe. Las consecuencias dependen de la parte de la unidad en la que haya entrado el aceite. Dicho daño se puede eliminar solo reemplazando las piezas dañadas.
3. Avería de accionamientos electromagnéticos (solenoides). Este es otro punto débil en el diseño del robot Powershift. La unidad de control no registra tal mal funcionamiento como un error, por lo que el automóvil puede sacudirse y el sistema de a bordo no muestra ninguna falla.
4. Daños mecánicos o de software en el TCM. En muchas situaciones (dependiendo de la naturaleza de la avería), el dispositivo parpadea. En otros casos, el bloque se cambia por uno nuevo y se cose para una máquina específica.
5. Averías mecánicas (cuña de horquilla, desgaste de rodamientos y engranajes) como consecuencia del desgaste natural, así como avería del motor eléctrico. Tal daño no se puede prevenir, por lo que cuando aparecen, las piezas simplemente cambian.
6. Fallos en el volante bimasa (lea más sobre ellos aquí). Por lo general, tal avería va acompañada de chirridos, golpes y revoluciones inestables del cigüeñal. El volante generalmente se reemplaza con los discos de embrague para no desmontar la unidad en intervalos cortos.

Consejos de transmisión Powershift

A pesar de que el daño grave a un robot Powershift puede aparecer antes que un análogo mecánico, en muchos casos dicha transmisión es bastante confiable. Pero esto solo es posible si el vehículo se opera correctamente. A continuación se ofrecen algunos consejos para el correcto funcionamiento de la transmisión manual considerada:

1. Deje que el motor funcione antes de comenzar a mover el vehículo después de una parada (especialmente en invierno). Esto le permite llevar la unidad de potencia al régimen de temperatura adecuado (sobre cuál debería ser este parámetro, lea por separado), pero este procedimiento es más necesario para que el lubricante se caliente en la transmisión. A temperaturas bajo cero, el aceite se espesa, por lo que no se bombea tan bien a través del sistema y la lubricación de engranajes y otros elementos es peor si se instala un embrague húmedo en el automóvil.
2. Cuando el automóvil se detiene, se debe aliviar la transmisión. Para hacer esto, después de una parada completa del automóvil, manteniendo presionado el pedal del freno, se activa el freno de mano, la palanca del selector se transfiere a neutral (posición N), se suelta el freno (se desacoplan las marchas), y luego se La perilla de cambio de velocidades se mueve a la posición de estacionamiento (P). Al realizar este procedimiento, es importante asegurarse de que el freno de mano funcione correctamente.
3. Un estilo de conducción deportivo y una caja de cambios robótica son conceptos incompatibles. En este modo, los discos de embrague se presionan fuertemente contra el volante, lo que conduce a su desgaste acelerado. Por lo tanto, aquellos que no les gusta el estilo de conducción "pensionista", es mejor pasar por alto este lado de la transmisión.
4. En superficies de carreteras inestables (hielo / nieve), no permita que las ruedas motrices patinen. Si el automóvil está atascado, es mejor salir de la "trampa" en modo manual y a bajas velocidades del motor.
5. Cuando el automóvil se atasca en un atasco o un atasco, es mejor cambiar al cambio de marcha manual. Esto evitará cambios frecuentes de marcha, lo que hará que la canasta se agote más rápidamente. Al acelerar en modo urbano, es mejor pisar suavemente el pedal y evitar una aceleración brusca, y también no llevar el motor a altas revoluciones.
6. Cuando utilice el modo Seleccionar cambio, no mantenga presionada la tecla +/-.
7. Si se necesitan más de dos minutos para detener el automóvil, es mejor no mantener presionado el pedal del freno, sino poner la transmisión en modo de estacionamiento con el freno de mano activado. En este modo, la caja desconecta los engranajes y los discos de embrague, lo que evita el funcionamiento prolongado de los actuadores. Estacionarse con el pedal del freno presionado en modo D debe ser a corto plazo, ya que en este caso la electrónica desconecta el embrague, pero los embragues continúan funcionando, lo que puede provocar un sobrecalentamiento de los mecanismos.
8. No debe descuidar el mantenimiento de rutina de la caja de cambios, así como verificar el nivel de lubricante en el cárter.

Ventajas y desventajas de Powershift

Entonces, examinamos las características del trabajo de la caja robótica preselectiva Powershift y sus modificaciones. En teoría, parece que la unidad debería funcionar de manera eficiente y proporcionar cambios de marcha cómodos. Consideremos cuáles son los lados positivos y negativos de este desarrollo.

Las ventajas de la transmisión manual Powershift incluyen:

• La transferencia de par del motor de combustión interna a los ejes accionados de la transmisión se produce sin un espacio notable;
• La unidad proporciona una dinámica del vehículo mejorada;
• Las velocidades se cambian suavemente (según el grado de presión del pedal del acelerador y el desgaste de la estructura de palanca de los actuadores);
• Dado que el motor funciona con mayor suavidad y la electrónica determina el cambio de marcha más eficiente en función de la carga de la unidad, el automóvil consume menos combustible que un modelo analógico equipado con un convertidor de par clásico.

Las desventajas del robot Powershift son las siguientes:

• Diseño complejo, debido al cual aumenta el número de posibles nodos de ruptura;
• Se debe realizar un cambio de aceite planificado adicional (además de llenar con nuevo lubricante para el motor), y se imponen altos requisitos a su calidad. De acuerdo con la recomendación del fabricante, el mantenimiento programado de la caja debe realizarse como máximo cada 60 mil. kilómetros;
• La reparación del mecanismo es complicada y costosa, y no hay tantos especialistas que comprendan tales cajas. Por esta razón, es imposible realizar trabajos de mantenimiento de esta transmisión manual en un garaje, y ahorrar en esto.
• Si el automóvil se compra en el mercado secundario (especialmente cuando se compra en subastas estadounidenses), debe considerar de qué generación es la transmisión. En las modificaciones hasta la tercera generación, hubo fallas frecuentes en el funcionamiento de la electrónica, por lo que dichos automóviles recopilaron una gran cantidad de críticas negativas.

En conclusión, un breve video sobre errores comunes en el funcionamiento de cajas robóticas:

7 errores al conducir una transmisión manual (Caja de cambios robótica). Por ejemplo DSG, PowerShift

Preguntas y respuestas

¿Cómo funciona la caja PowerShift? Tiene dos engranajes impulsores principales. Cada uno tiene su propio embrague. Tiene dos ejes de entrada (uno para marchas pares y otro para marchas impares).

¿Cuánto tiempo tarda una caja PowerShift? Depende de los hábitos de conducción del conductor. Por lo general, se requiere el reemplazo del volante y la unidad de embrague para 100-150 mil km. kilometraje. La caja en sí es capaz de dejar dos de esos períodos.

¿Qué pasa con PowerShift? La caja de cambios robótica no funciona tan suavemente como la mecánica (el embrague a menudo cae bruscamente; la electrónica no puede ajustar este parámetro). Debido a esto, el embrague se desgasta rápidamente.