Трансмиссия powershift что это
Коробка передач Powershift
Во всех современных серийных автомобилях большую роль играет коробка переключения передач. Выделяют 3 основных вида трансмиссии: МКПП (механическая), АКПП (автоматическая) и РКПП (роботизированная). К последнему типу относится коробка Powershift.
Что такое Powershift
Powershift — это роботизированная коробка переключения передач с 2 сцеплениями, поставляемая в различных вариациях на заводы ведущих автоконцернов мира.
Имеет 2 типа корзины сцепления:
История создания
В начале 80-х гг. создателям гоночных автомобилей Porsche была поставлена задача максимально сократить потери времени при переключении МКПП. Эффективность автоматических коробок передач того времени для гонок была низкой, поэтому компания начала разработку собственного решения.
В 1982 г. на гонках Ле-Мана первые 3 места взяли автомобили Porsche 956.
В 1983 г. эта модель, первая в мире, была оснащена РКПП с 2 сцеплениями. Экипажи заняли первые 8 позиций на гонке Ле-Мана.
Несмотря на революционность идеи, уровень развития электроники тех лет не позволил данной трансмиссии сразу попасть на рынок серийных автомобилей.
К вопросу применения концепции вернулись в 2000-х гг. сразу 3 компании. Porsche поручил разработку своей PDK (Porsche Doppelkupplung) компании ZF. Группа компаний Volkswagen обратилась к американскому производителю BorgWarner с DSG (Direkt Schalt Getriebe).
Ford и другие автопроизводители инвестировали в разработку РКПП компанией Getrag. Последняя презентовала в 2008 г. «мокрый» преселектив — 6-ступенчатую Powershift 6DCT450.
В 2010 г. участница проекта, компания LuK, представила более компактный вариант — «сухую» коробку 6DCT250.
На каких машинах встречается
Индекс версий Powershift расшифровывается так:
Устройство Powershift
По принципу своей работы коробка Powershift более похожа на МКПП, хотя условно относится к АКПП.
Как работает
Шестерни текущей и последующей передач единовременно находятся в состоянии зацепления. При переключении производится размыкание сцепления текущей передачи в момент подключения последующей.
Процесс не ощущается водителем. Поток мощности от коробки на ведущие колеса практически не разрывается. Педали сцепления нет, управление выполняется ЭБУ с группой механизмов и датчиков. Связь селектора в салоне и самой КПП осуществляет специальный трос.
Двойное сцепление
Технически это сросшиеся в один корпус 2 МКПП, управляемые ЭБУ. В конструкцию входят 2 шестерни приводов, вращающиеся каждая со своим сцеплением, отвечающие за четные и нечетные передачи. В центре конструкции расположен первичный двухкомпонентный вал. Четные передачи и задний ход включаются от наружного полого компонента вала, нечетные — от его центральной оси.
Представители Getrag утверждают, что будущее за системами трансмиссий с двойным сцеплением. В 2020 г. компания планирует производить их не менее 59% общего объема своих КПП.
Типичные проблемы коробки передач
Чтобы не довести РКПП Powershift до критической неисправности и, соответственно, капитального ремонта, при эксплуатации надлежит обращать внимание на следующие симптомы:
Причинами появления перечисленных проблем могут также служить повреждения шестеренок, вилок, ошибки в ЭБУ и т. д. Каждая неисправность должна быть профессионально диагностирована и устранена.
Ремонт Powershift
Коробку передач Powershift, построенную по принципу МКПП, могут отремонтировать практически в любом автосервисе. В системе предусмотрена автоматическая система контроля износа.
Самой популярной неисправностью считается протечка сальника.
В случае заклинивания вилок переключения необходима замена узла в сборе, причем вместе с сальниками.
Хотя электронные детали, такие как платы и электромоторы управления, и поддаются ремонту, производитель рекомендует менять их и в гарантийных автомобилях предлагает замену в сборе.
После ремонта следует проводить адаптацию РКПП. Есть свои особенности на новой машине и автомобиле, имеющем пробег. В большинстве моделей это калибровка:
Лишь калибровку датчика положения селектора передач можно назвать классической. 2 других процесса подразумевают обучение ЭБУ без программной перепрошивки, в ходе специальных условий вождения.
Плюсы и минусы
Смена передач происходит мгновенно. Динамика разгона за счет непрерывной тяги Powershift превосходит показатели других КПП. Отсутствие провалов мощности положительно сказывается на комфорте движения, экономит топливо (даже в сравнении с механической трансмиссией).
Сама система проще и дешевле в производстве, чем стандартные АКПП, так как отсутствуют планетарная передача, гидротрансформатор, фрикционные муфты. Механический ремонт данных коробок проще ремонта классического автомата. При правильной эксплуатации сцепление служит дольше, чем на МКПП, поскольку процессы контролируются точной электроникой, а не педалью сцепления.
Но электронику можно отнести и к недостаткам Powershift. Она подвержена сбоям и внешним воздействиям гораздо больше, чем механика. Например, при отсутствии или повреждении защиты поддона картера грязь и влага в случае попадания внутрь блока приведут к выходу из строя цепей ЭБУ.
Даже официальная прошивка может привести к неполадкам в работе.
В РКПП Powershift предусмотрено переключение из автоматического режима в ручной (Select Shift) и обратно. Водитель может на ходу повышать и понижать передачи. Но получить полный контроль над КПП все же не получится. Когда скорость и обороты двигателя высокие, а вы хотите понизить передачу, например, с 5-й сразу на 3-ю, ЭБУ не позволит реализовать переключение и перейдет на наиболее подходящую передачу.
Данная особенность введена для защиты трансмиссии, так как понижение передач на 2 ступени может привести к резкому росту оборотов до отсечки. Момент смены скорости будет сопровождаться ударом, чрезмерной нагрузкой. Включение той или иной передачи произойдет только в том случае, если диапазон допустимых оборотов и скорость автомобиля, прописанные в ЭБУ, это позволяют.
Как продлить срок службы
Чтобы продлить срок службы Powershift, необходимо соблюдать следующие правила:
При бережном обращении эксплуатационный ресурс доходит до 400000 км за весь срок службы КПП.
Устройство АКПП DPS6/6DCT250 PowerShift часть 1
Всем привет. Наверное многим будет интересно устройство и принцип работы АКПП PowerShift с сухими сцеплениями. Позже выложу и по механике.
Описание и принцип действия
Общие сведения
DPS6/6DCT250 — автоматическая 6-ступенчатая коробка передач с сухим двойным сцеплением и электронным управлением.
D — сухое двойное сцепление
P — Powershift
S — синхронизированная
6 — 6-ступенчатая коробка передач
В каталоге запчастей коробка передач DPS6 может также называться коробкой передач PS195 или DCPS.
6DCT250 — автоматическая коробка передач с сухим двойным сцеплением.
6 — шестиступенчатая
D — двойное
C — сцепление
T — коробка передач
250 — крутящий момент
Эта коробка передач обладает следующими особенностями:
Компьютерное управление с использованием электромеханического привода
Двухкомпонентная конструкция алюминиевого картера
Шесть (6) передач переднего хода и одна (1) передача заднего хода
Сдвоенные выходные валы с двумя различными передаточными числами главной передачи
Конструкция полностью шариковых или роликовых подшипников для всех передач и валов
Для всех передач применяются косозубые шестерни, обеспечивающие улучшенные характеристики NVH (шум, вибрация и жесткость) и передачу мощности
Все шестерни находятся в постоянном зацеплении, что обеспечивает отсутствие потери крутящего момента в процессе переключения
Для всех вилок и механизмов переключения используются литые конструкции
Данная коробка передач оснащена двумя вложенными первичными валами, которые приводятся в действие компактной системой двойного сцепления. Эти два вала используются совместно и обеспечивают плавное переключение всех шести (6) доступных передаточных чисел вместе с ускоряющей передачей на двух верхних передачах. При включении различных передач для движения автомобиля включается соответствующее сцепление. При переключении одного сцепления на другое предварительно выбирается последующая передача для следующей операции “переключения”. Затем выполняется обратное переключение сцепления при последующем включении повышенной или пониженной передачи
Конструкция коробки передач работает таким же образом, как и обычная автоматическая коробка передач с гидротрансформатором. Коробка обеспечивает плавную передачу мощности с такой же эффективностью, как и механическая коробка передач. При передаче мощности с помощью системы двойного сцепления объем жидкости ограничен 2 литрами по сравнению с традиционной автоматической коробкой передач. Это ограничение относится только к жидкости в самой коробке передач. Привод системы сцепления управления осуществляется с помощью специального компьютера и двух отдельных электродвигателей и систем исполнительных механизмов сцепления.
При возникновении неисправности дальнейший мониторинг обеспечивается в следующих ограниченных условиях (в зависимости от неисправности): 1, 3 и 5 передача — в случае неисправности со сцеплением 2 или связанными с ним компонентами. 2, 4, 6 передача и передача заднего хода — в случае неисправности со сцеплением 1 или связанными с ним компонентами.
Внутренние компоненты в зависимости от типа механической коробки передач:
Сухое сцепление для передачи мощности от двигателя к коробке передач
Переключение с помощью промежуточного вала обеспечивает высокую эффективность и свободный выбор передаточного отношения
Последовательное вращение барабанов вала для быстрого отклика
Синхронизаторы с кулачковыми муфтами для предварительного выбора передачи и непосредственной передачи мощности
Жидкая смазка разбрызгиванием без использования фильтров и внешних масляных радиаторов
Данная коробка передач представляет собой две коробки передач в одном корпусе со следующими общими компонентами:
Главная передача, включая две шестерни выходного вала
Дифференциал в сборе
датчик OSS (частота вращения вторичного вала)
датчик TR (диапазон коробки передач)
Система парковочной передачи
TCM (модуль управления коробкой передач)
Первая состоит из трех нечетных передаточных соотношений (1, 3 и 5):
Нечетная входная муфта и система привода, включая электродвигатель сцепления
Нечетный, или первичный, вал с датчиком частоты вращения первичного вала А и соответствующими передачами
Система нечетных синхронизаторов, включая двигатель переключения (часть TCM), барабан механизма переключения, вилки переключения и передаточные узлы
Вторая состоит из трех четных передач и передачи заднего хода (2, 4, 6 и передача заднего хода):
Четная входная муфта и система привода, включая электродвигатель сцепления
Внешний или полый первичный вал с датчиком частоты вращения первичного вала В и соответствующими передачами
Система четных синхронизаторов, включая двигатель переключения (часть TCM), барабан механизма переключения, вилки переключения и передаточные узлы
Положения рычага выбора передач с переключателем Select Shift ™:
P (Парковочная передача): парковочное положение
R (Передача заднего хода): передача заднего хода
N (Hейтральное положение): нейтральное положение
D (Движение вперёд): автоматическое переключение всех передач
S (Спортивный): спортивный режим и ручное переключение передач (режим Select-Shift)
Если рычаг выбора передач находится в положении P, 1 передача и передача заднего хода включаются с помощью TCM. Благодаря этому обеспечивается ускоренное срабатывание после запуска.
Конструкция коробки передач
Схема
1 Двигатель
2 Сухое двойное сцепление
3 Выходной вал В — 3, 4 передача и передача заднего хода
4 Первичный вал А — 1, 3 и 5 передачи
5 Первичный вал В — 2, 4, 6 передачи и передача заднего хода
6 Выходной вал А — 1, 2, 5 и 6 передачи
По существу, коробка передач состоит из двух независимых блоков шестерен.
Каждый из двух первичных валов соединен с диском сцепления с помощью внешних шлицов.
Каждый из двух выходных валов передает на ведущую шестерню дифференциала передаточное соотношение главной передачи.
Первичный вал A является основным валом и связан с нечетными передачами (1, 3 и 5).
Первичный вал В является полым валом и приводит в действие четные передачи (2, 4 и 6), а также передачу заднего хода (с помощью промежуточной шестерни).
Выходной вал А содержит ведомые шестерни и синхронизаторы для 1, 2, 5 и 6 передач, а также промежуточную шестерню для передачи заднего хода.
Выходной вал В содержит ведомые шестерни и синхронизаторы для 3, 4 передач и для передачи заднего хода.
При движении одна секция коробки передач постоянно кинематически замкнута, а в другой секции уже включена следующая передача, но сцепление этой передачи пока выключено.
В этой коробке передач используется как одинарная, так и двойная синхронизация.
Одинарная синхронизация используется для 1, 3, 4, 5, 6 передач и передачи заднего хода.
Двойная синхронизация используется для 2 передачи.
Передача крутящего момента
ПРИМЕЧАНИЕ: В следующем описании в целях наглядности валы показаны не в своем фактическом положении.
1 Дифференциал
2 Шестерня заднего хода
3 Шестерня 4-й передачи
4 Шестерня 3-й передачи
5 1-я передача
6 5-й передачи
7 Шестерня 6-й передачи
8 2-я передача
9 Первичный вал В — 2, 4, 6 передачи и передача заднего хода
10 Первичный вал А — 1, 3 и 5 передачи
На первой передаче крутящий момент двигателя с гибкого диска передается на маховик и нажимной диск А. Нажимной диск A задействуется и передает крутящий момент на диск сцепления А, который находится на стороне двигателя узла двойного сцепления. С диска сцепления A крутящий момент передается на первичный вал А (внутренний массивный вал). Малая шестерня на конце первичного вала А передает крутящий момент на первую передачу выходного вала А. На первой передаче синхронизатор 1–5 на выходном валу А включает первую передачу и обеспечивает передачу крутящего момента с первой передачи на выходной вал. Крутящий момент передается на дифференциал с помощью ведущей шестерни выходного вала А.
На второй передаче крутящий момент двигателя с гибкого диска передается на маховик и нажимной диск В. Нажимной диск В задействуется и передает крутящий момент на диск сцепления В, который находится на стороне коробки передач узла двойного сцепления. С диска сцепления В крутящий момент передается на первичный вал В (внешний полый вал). Малая шестерня рядом с серединой первичного вала В передает крутящий момент на вторую передачу выходного вала А. На второй передаче синхронизатор 2–6 на выходном валу А включает вторую передачу и обеспечивает передачу крутящего момента со второй на выходной вал. Крутящий момент передается на дифференциал с помощью ведущей шестерни выходного вала А.
На третьей передаче крутящий момент двигателя с гибкого диска передается на маховик и нажимной диск А. Задействуется нажимной диск A, крутящий момент передается на диск сцепления A. С диска сцепления A крутящий момент передается на первичный вал А. Малая шестерня, ближайшая к муфте на первичном валу А, передает крутящий момент на третью передачу выходного вала В. На третьей передаче синхронизатор третьей передачи на выходном валу В включает третью передачу и обеспечивает передачу крутящего момента с третьей передачи на выходной вал. Крутящий момент передается на дифференциал с помощью ведущей шестерни выходного вала В.
На четвертой передаче крутящий момент двигателя с гибкого диска передается на маховик и нажимной диск В. Задействуется нажимной диск В, крутящий момент передается на диск сцепления В. С диска сцепления В крутящий момент передается на первичный вал В. Большая шестерня на конце первичного вала В передает крутящий момент на четвертую передачу выходного вала В. На четвертой передаче синхронизатор 4 передачи/передачи заднего хода на выходном валу В включает четвертую передачу и обеспечивает передачу крутящего момента с четвертой передачи на выходной вал. Крутящий момент передается на дифференциал с помощью ведущей шестерни выходного вала В.
На пятой передаче крутящий момент двигателя с гибкого диска передается на маховик и нажимной диск А. Задействуется нажимной диск A, крутящий момент передается на диск сцепления A. С диска сцепления A крутящий момент передается на первичный вал А. Большая шестерня на конце первичного вала А передает крутящий момент на пятую передачу выходного вала А. На пятой передаче синхронизатор 1–5 на выходном валу А включает пятую передачу и обеспечивает передачу крутящего момента с пятой передачи на выходной вал. Крутящий момент передается на дифференциал с помощью ведущей шестерни выходного вала А.
На шестой передаче крутящий момент двигателя с гибкого диска передается на маховик и нажимной диск В. Задействуется нажимной диск В, крутящий момент передается на диск сцепления В. С диска сцепления В крутящий момент передается на первичный вал В. Большая шестерня на конце первичного вала В передает крутящий момент на шестую передачу выходного вала А. На шестой передаче синхронизатор 2–6 на выходном валу А включает шестую передачу и обеспечивает передачу крутящего момента с шестой передачи на выходной вал. Крутящий момент передается на дифференциал с помощью ведущей шестерни выходного вала А.
Шестерня заднего хода
На передаче заднего хода крутящий момент двигателя с гибкого диска передается на маховик и нажимной диск В. Задействуется нажимной диск В, крутящий момент передается на диск сцепления В. С диска сцепления В крутящий момент передается на первичный вал В. Малая шестерня посередине первичного вала В передает крутящий момент на вторую передачу выходного вала А. Вторая передача фиксированно соединена с промежуточной шестерней. Промежуточная шестерня находится в зацеплении с передачей заднего хода на выходном валу В. На передаче заднего хода синхронизатор 4 передачи/передачи заднего хода на выходном валу В включает передачу заднего хода и обеспечивает передачу крутящего момента с передачи заднего хода на выходной вал. Крутящий момент передается на дифференциал с помощью ведущей шестерни выходного вала В.
Блокировщик коробки передач на стоянке
1 Рычаг переключения
2 Привод вала
3 Торсионная пружина
4 блокиратор коробки передач;
5 Парковочная передача на выходном валу В
Парковочная защелка необходима по причине того, что после выключения двигателя оба сцепления выключены.
Внутренний механизм переключения передач
Схема внутреннего механизма переключения передач
1 Электродвигатель переключения передач установлен в TCM
2 Барабан переключения передач В с прямозубой цилиндрической шестерней
Комментарии:
Управляет вилками переключения для 2/6 передачи и 4 передачи/передачи заднего хода
3 Двойная прямозубая цилиндрическая шестерня 1
4 Двойная прямозубая цилиндрическая шестерня 2
5 Барабан переключения передач А с прямозубой цилиндрической шестерней
Комментарии:
Управляет вилками переключения для 1/5 передачи, а также 3 передачи
Для переключения передач служат два бесщеточных электродвигателя постоянного тока, которые через двухступенчатые передаточные механизмы включают каждый по одному барабану переключения передач. На каждом барабане переключения передач для перемещения вилок переключения имеется один шлиц переключения. При использовании принципа барабанов переключения передач дополнительная механическая блокировка для предотвращения одновременного выбора нескольких передач в одной и той же секции коробки передач при неисправности не требуется.
Схема системы переключения передачи
1 Барабан переключения передач В с прямозубой цилиндрической шестерней
2 Вилка переключения — передача заднего хода/4 передача
3 Вилка переключения — 3 передача
4 Вилка переключения — 1/5 передача
5 Барабан переключения передач А с прямозубой цилиндрической шестерней
6 Вилка переключения — 2/6 передача
Каждый барабан переключения передач использует две вилки переключения. Общий угол поворота барабанов переключения передач ограничен соответственно двумя упорами, отлитыми в картере коробки передач.
Угол поворота барабана переключателя передач A — 200°. Угол поворота барабана переключения передач В больше и составляет 290°, так как через этот барабан передаются четыре передачи.
Общие сведения о системе переключения передачи
1 Барабан переключения передач с прямозубой цилиндрической шестерней
2 Вилка переключения — передача заднего хода/4 передача
3 Вилка переключения — 3 передача
4 Вилка переключения — 1/5 передача
5 Барабан переключения передач с прямозубой цилиндрической шестерней
6 Шлиц переключения
7 Нижний распределительный вал
8 Вилка переключения — 2/6 передача
9 Ползун рычага управления
10 Верхний распределительный вал
Шлиц переключения вала переключения передач имеет на своей окружности два противоходных кулачка, расположенных со смещением 180°. В пазе переключения перемещается сухарь, соединенный с вилкой переключения. При подводе сухаря к кулачку или отводе от него по оси соответственно смещается вилка переключения передач и, таким образом, включается передача или муфта синхронизатора устанавливается в нейтральное положение.
Назначение барабана переключения передач А
1 Паз переключения барабана переключения передач А
Комментарии:
В окрашенной области угол поворота составляет 200°.
2 Нижний распределительный вал
3 Рычаг переключения для 3 передачи с сухарем
4 Верхний распределительный вал
5 Рычаг переключения для 1/5 передачи с сухарем
6 Нижнее конечное положение (угол поворота 0°)
7 Угол поворота 10°
Комментарии:
Вилка переключения для 1/5 передачи перемещается в осевом направлении и задействует 1 передачу.
8 Угол поворота 55°
Комментарии:
Нейтральное положение между 1 и 3 передачей
9 Угол поворота 100°
Комментарии:
Вилка переключения для 3 передачи перемещается в осевом направлении и задействует 3 передачу.
10 Угол поворота 145°
Комментарии:
Нейтральное положение между 3 и 5 передачей
11 Угол поворота 190°
Комментарии:
Вилка переключения для 1/5 передачи перемещается в осевом направлении и задействует 5 передачу.
12 Верхнее конечное положение (угол поворота 200°)
Назначение барабана переключения передач В
1 Вилка переключения 2/6 передачи с сухарем
2 Паз переключения барабана переключения передач В
Комментарии:
В окрашенной области угол поворота составляет 290°.
3 Верхний распределительный вал
4 Нижний распределительный вал
5 Вилка переключения передачи заднего хода/4 передачи с сухарем
6 Нижнее конечное положение (угол поворота 0°)
7 Угол поворота 10°
Комментарии:
Вилка переключения передачи заднего хода/4 передачи перемещается в осевом направлении и задействует передачу заднего хода.
8 Угол поворота 55°
Комментарии:
Нейтральное положение между передачей заднего хода и 2 передачей
9 Угол поворота 100°
Комментарии:
Вилка переключения 2/6 передачи перемещается в осевом направлении и задействует 2 передачу.
10 Угол поворота 145°
Комментарии:
Нейтральное положение между 2 и 4 передачей
11 Угол поворота 190°
Комментарии:
Вилка переключения передачи заднего хода/4 передачи перемещается в осевом направлении и задействует 4 передачу.
12 Угол поворота 235°
Комментарии:
Нейтральное положение между 4 и 6 передачей
13 Угол поворота 280°
Комментарии:
Вилка переключения 2/6 передачи перемещается в осевом направлении и задействует 6 передачу.
14 Верхнее конечное положение (угол поворота 290°)
Система двойного сцепления
1 Блок сцепления
2 Рычаг привода сцепления А
3 Направляющая втулка
4 Рычаг привода сцепления В
5 Подшипник включения
6 Пружинное стопорное кольцо
В состав системы сцепления входят следующие элементы:
блок сцепления
блок включения
два рычажных привода, каждый из которых приводится в действие бесщеточным двигателем постоянного тока привода сцепления.
Блок сцепления соединен с обоими первичными валами коробки передач и закреплен гайками на ведущем диске. При снятии коробки передач необходимо отвернуть гайки из ведущего диска.
Блок сцепления
Вид в разрезе
1 Планшайба
2 Нажимной диск А — 1, 3 и 5 передачи.
3 Ведущий диск
4 Диски сцепления
5 Нажимной диск В — 2, 4, 6 передачи и передача заднего хода.
6 Гаситель крутильных колебаний
7 Ступица первичного вала В
8 Ступица первичного вала А
9 Подшипники ведущего диска
В состоянии покоя двойное сцепление открыто. Такой тип сцепления называют «активным сцеплением». В активном сцеплении усилие прижима равно нулю, если к пружинам рычага не прилагается усилие или прилагается незначительное усилие.
Сцепления оборудованы внутренним следящим управлением коррекции износа, это позволяет удерживать в узких рамках необходимый ход привода и, таким образом, необходимое пространство для установки.
Как и во многих других конструкциях сухого сцепления гасители крутильных колебаний установлены в дисках сцепления.
Ведущий диск двойного сцепления вращается на подшипнике, запрессованном в торце первичного вала B.