В случае если у Вас остались вопросы, вы всегда можете связаться с сотрудниками учебного центра для уточнения информации.

ZF-AS Tronic. Коробка с загадками

• Прочитано: 79553
• Дата: 1-04-2015, 15:54
• Печатать

Среди механиков и водителей в нашей стране до сих пор бытует некоторое предубеждение относительно автоматизированных коробок передач на грузовых автомобилях. Некоторые считают, что механика — она и понятнее, и надежнее. Попробуем разобраться, каково соотношение правды и мифов в таком подходе.

Более высокая, по мнению некоторых пользователей, отказоустойчивость механических трансмиссий выражается в том, что при поломке можно как-то «воткнуть» хотя бы одну передачу и на ней куда-то доехать. Однако называть это в строгом смысле отказоусточивостью нельзя — эксплуатировать автомобиль в таком состоянии для перевозки грузов все равно невозможно. Максимум, о чем идет речь — об экономии на вызове грузового эвакуатора. Да и то, после поездки на поврежденной механической коробке на сервисе, скорее всего, скажут, что ее придется выбросить целиком, и будут правы. Так что экономия сомнительная.

Конечно, есть ситуации, когда механика предпочтительнее — поездки в отдаленные, малонаселенные регионы, где возможность хоть как-то продолжать движение или завести автомобиль «с горки» может стать условием обеспечения сохранности груза, а то и выживания водителя. Но по остальным пунктам механика уже давно проигрывает. Например, по расходу топлива автоматизированная трансмиссия даст много литров форы, особенно с учетом того, что из десятка водителей едва ли трое окажутся способны так четко выдерживать оптимальные обороты двигателя, как это делает автомат.

Тем не менее, какие-то поводы для предубеждения на счет автоматизированных коробок должны быть. И чтобы поставить под сомнение их обоснованность, нужно для начала их выявить. Провести такой анализ можно на примере одной из наиболее распространенных автоматизированных КПП, ZF-AS Tronic, которой комплектуется множество моделей грузовых автомобилей.

Устройство автоматизированной трансмиссии AS Tronic
Сразу надо отметить, что украинским механикам данная коробка, производство которой началось в 1998 г., знакома в основном по MAN, DAF, IVECO, а также Renault начала 2000-х годов выпуска. То есть речь идет в основном о первом поколении AS Tronic, хотя второе уже появляется в поле зрения грузовых сервисов. Чаще всего встречается 12-ступенчатая версия, хотя попадается и 16-ступенчатая, а на автобусах в основном используется вариант с 10 передачами. Есть варианты как с интардером (замедлителем), так и без него. КПП того же типа для автобусов отличается компоновкой от свого собрата для тягача.

ZF-AS Tronic представляет собой трансмиссию с автоматическим переключением передач. Система коробок передач ZF-AS Tronic — это комбинация электронно-пневматически переключающейся коробки передач с кулачковыми муфтами, оснащенная автоматическим сухим сцеплением. Система КП состоит из коробки передач (1) и компонентов, которые необходимы для автоматизации системы. Исполнительный механизм коробки передач (2) и исполнительный механизм сцепления (3) интегрированы в коробку передач. Дополнительно при монтаже в транспортное средство устанавливаются периферийные компоненты — рычаг переключения передач (4), переключатель режима езды (9), дисплей, на котором отображаются все необходимые функции системы (нейтральное положение, переключение передач, перегрузка сцепления, диагностическая информация) (5), а также модуль расширения ZF (8). Условием для использования системы коробок передач ZF-AS Tronic является наличие электронного управления двигателем, а также шина коммуникации CAN.

Коробки передач серии ZF-AS Tronic состоят из трехступенчатого блока при 12-ступенчатом исполнении или 4-ступенчатого блока при 16-ступенчатом исполнении. В конструкции присутствуют делитель (GV) и демультипликатор (GP) в планетарном исполнении. Четырех- или трехступенчатый блок коробки передач (основная коробка передач) выполнен с включением передач кулачковыми муфтами. Синхронизация производится через управление двигателем и трансмиссионный тормоз. Делитель и демультипликатор синхронизированы.

Указанные коробки передач cерий ZF-AS Tronic и ZF-AS Tronic mid имеют два промежуточных вала. Эта компактная конструкция с уменьшенной массой создает в этом классе мощностей условия для лучшего распределения крутящего момента при незначительных нагрузках на зубчатое зацепление и высоком КПД. Кроме того, такая коробка легче, что на больших пробегах дает значительную экономию топлива. Хотя, конечно, основной фактор экономии — способность коробки очень четко выдерживать оптимальный с точки зрения экономичности режим оборотов двигателя — на механике такое доступно только водителю с очень высокой квалификацией. Кстати, на поколении AS Tronic с электронным блоком для Евро 5 есть возможность программно ограничить использование ручного режима — чтобы водители «не баловались передачками» в пути и зря не жгли топливо.

У коробки в 12-скоростном исполнении всего 3 передачи — 2 вперед и 1 реверсная. Передний синхронизированный делитель при каждом переключении делит передачу — таким образом, из 3 делая 6 передач. А задний делитель демультипликатор обеспечивает повышенный или пониженный ряд передач. Датчики регистрируют фактическое положение всех переключающих цилиндров, частоту вращения на входе коробки, ее температуру и давление подаваемого воздуха.

Переключение передач осуществляется следующим образом. Электропневматические соленоиды управляют переключающими цилиндрами, расположенными в модуляторе переключений (в верхней части коробки), и трансмиссионным тормозом. В свою очередь, пневматические переключающие цилиндры приводят в действие механические органы переключения в коробке передач — вилки, которыми осуществляется выбор кулисы.

На AS Tronic используется обычное сухое сцепление, аналогичное применяемым также и на механических коробках. Исполнительный механизм сцепления, управляемый электроникой, прифланцован к встроенному картеру сцепления коробки передач. Кроме пневматических поршней для выключения сцепления в исполнительном механизме сцепления встроены две пары синхронных клапанов, которые используются для открытия и закрытия сцепления. После них установлены дроссельные шайбы с различными диаметрами, благодаря этому одна пара отвечает за быстрое выключение/включение сцепления (при движении), а вторая — за постепенное — при трогании или маневрировании.

Для плавного трогания с места и маневрирования предусмотрена возможность очень точно дозировать включение сцепления. Положение сцепления регистрируется датчиком перемещения. При каждом пуске определяется фактическая точка приложения сцепления и сохраняется в блоке управления коробки передач для дальнейших использований (управление сцеплением). Вследствие этого у управляющего программного обеспечения всегда имеется актуальная информация о состоянии износа накладок сцепления, и водитель своевременно предупреждается о полном износе сцепления.

Основные причины неисправностей и профилактика
С учетом конструкции АКПП, основные области возникновения неисправностей можно достаточно узко классифицировать по их природе: механическая, пневматическая, антифрикционная и электронная. Взаимодействуя между собой, а также создаваемые в процессе эксплуатации непосредственно водителем транспортного средства, эти области возникновения неисправностей могут приводить к нарастающему объему ошибок, которые приводят к выходу КПП из строя. Рассмотрим их подробнее.

Проблемы, вытекающие из механической природы АКПП, зачастую начинаются именно со сцепления. Некорректная работа сцепления недопустима для несинхронизированой коробки, что обусловлено ее спецификой. На одном из валов есть набор дисков и фрикционов. Когда активатор выжимает сцепление, они затормаживают вал, а через него и все валы — свободно вращается только делитель. Когда валы затормозились, переключается кулачковая муфта, что занимает максимум 0,3 секунды. Благодаря этому, плюс специально рассчитанным алгоритмам переключения, шестерни и входят в зацепление без синхронизации.

Однако если сцепление выжимается не полностью, валы продолжают вращаться, функцию сцепления начинает выполнять набор фрикционов трансмиссионного тормоза. От этого они очень быстро изнашиваются — им приходится не только замедлять валы, а и бороться с двигателем. Когда выходят из строя эти фрикционы, при переключении шестерни по инерции продолжают крутиться в момент переключения передачи. Это влечет рывки при переключении передач и быстрый износ вилок.

Как это ни банально, но сцепление надо менять вовремя. На данных коробках оно служит до 1,2 млн. км, в отличие от механики, на которой ресурс сцепления составляет 700-800 тыс. км. Практический опыт сервиса показывает, что в большинстве коробок AS Tronic, приходящих на ремонт, сцепление уже:
— либо предельно изношенное;
— либо подвергалось попытке ремонта с желанием сэкономить затраты, то есть вообще собранное из разных частей, включая частично реставрированные элементы.

Автомобили с плохим сцеплением эксплуатируют, не обращая внимания на предупреждающий сигнал, а потом обвиняют во всем коробку. Да и самой коробке требуется профилактический ремонт, который, кстати, вдвое дешевле, чем капремонт «механики» с заменой всех синхронизаторов — тут меняется только синхронизатор делителя и диски фрикционного тормоза.

Пневматическая область неисправностей. Основная же первопричина поломок коробки AS Tronic — плохое качество или недостаточное давление воздуха, который является основным «рабочим телом» как в модуляторе переключения, так и в исполнительном механизме сцепления. Поэтому для качества воздуха и исполнения воздушных шлангов действуют те же требования, что и для тормозных систем. Снабжение воздухом системы ZF-AS Tronic подключено к пневматической системе транспортного средства после 4-контурного защитного клапана на контуре дополнительного потребителя и имеет приоритет по отношению ко всем другим дополнительным потребителям. Давление открытия перепускного клапана зависит от усилия выключения сцепления.

AS Tronic получает воздух из отдельного резервуара, обратный клапан которого предотвращает падение давления при негерметичности или недостатке воздуха в остальной пневматической системе. Требуемое давление подачи составляет 8-12,0 бар (с интардером ZF — не более 10 бар после устройства подготовки воздуха). Чтобы при нехватке воздуха можно было выполнить еще несколько переключений, воздух для ZF-AS Tronic должен подаваться с давлением минимум 8 бар.

Исполнительный механизм коробки передач понижает давление воздуха встроенным редукционным клапаном до давления переключения

7 бар, чтобы сохранять переключающие элементы и обеспечивать постоянно одинаковое переключение. Надежные переключения и управление сцеплением гарантируются при давлении переключения не ниже 7 бар, но на практике нормально работают и при 6,5 бар. Но всегда ли пневматическая система старых автомобилей, в которой никогда не менялись уплотнения, гарантирует хотя бы это давление? Практически никогда.

Важна также чистота воздуха в системе. Подаваемый от транспортного средства сжатый воздух должен быть очищен, высушен и не содержать конденсата. Воздушный пылевой фильтр применяется с размером ячеек 40 мкм. Не допускается использование устройств подготовки воздуха, выделяющих спирты или другие вещества в пневматическую систему, могущие вредно повлиять на материал уплотнений. И что же делают у нас? Известно, что: ставят дешевые фильтры и осушители, которые мало что отфильтровывают, применяют фильтры от других моделей автомобилей, не оснащенных подобными коробками и потому не имеющих таких требований по воздуху. Иногда по ошибке вообще ставят фильтры с другим направлением фильтрации, сбрасывающие все загрязнения прямо в систему.

Не секрет, что компрессоры на старых машинах обильно дают в систему масло и воду. Уплотнения заворачиваются и разрушаются, воздух из системы уходит в атмосферу. Заканчивается тем, что коробка перестает переключаться. И тут все сразу вспоминают про «преимущества механики». Хотя лучше было подумать о том, как дальше пользоваться преимуществами автоматизированной коробки. В исполнительном механизме коробки передач встроен датчик давления, который при падении давления переключения ниже 5,8 бар (при сцеплениях до макс. 8000 Н усилия выключения) выдает предупреждение для водителя. Индикация происходит на дисплее ZF «AL» и, соответственно, может посылаться как сообщение по шине CAN. Достаточно только не игнорировать эти предупреждения месяцами.

Трансмиссионное масло. Как и в случае с фильтрами, трансмиссионное масло также необходимо использовать соответствующее требованиям производителя. Масло за 50 гривен за литр не может быть таким же, как по 150. Если соблюдать минимальные требования, то автоматизированная трансмиссия надежнее механики в том плане, что ее трудно «убить совсем», что с механикой нашим водителям удается уже на 300 тыс. пробега новой коробки, хотя она рассчитана на миллион километров. Когда исчезают необходимые условия для работы, AS Tronic просто не поедет. Тогда, возможно, придется менять сцепление, фрикционы, исполнительный механизм сцепления, ремонтировать модулятор переключений, но коробки с разбитыми шестернями, по крайне мере, официальному сервису ZF, компании «Трак Центр», еще не попадались.

Конечно, что лучше — коробка которую можно эксплуатировать до полного разрушения, или отказывающаяся работать, когда при продолжении движения разрушение неизбежно — решать хозяину. Но, по мнению владельцев АТП, считающих топливо и эксплуатационные расходы — лучше ухаживать за автоматом, чем переплачивать за высокий расход топлива на механике. Конечно, для этого требуются хотя бы минимальные знания — например в AS Tronic, в исполнительном механизме сцепления, есть небольшой защитный сетчатый фильтр, который надо иногда прочищать.

О его существовании большинство механиков даже не догадываются. Это при том, что исполнительный механизм — узел неремонтируемый, стоимостью около 1000 евро. Конечно, если его «убить», то потом получается, что «коробка дорогая в ремонте».

Блок управления переключением, как уже было сказано, страдает из-за некачественной подготовки воздуха. Некоторые не обращают на это внимания, рассчитывая при необходимости заменить его целиком. Но проблема в том, что на украинском рынке появилось много этих блоков самого первого образца, давно снятых с производства, из складских остатков. Мало того, что там уплотнения все по определению уже старые, так еще и конструкция менее надежная, как для наших условий. Бывают случаи, что их меняют по три в год. Поэтому выгоднее поддерживать в рабочем состоянии тот пневмоблок переключения, который уже стоял на коробке.

Электроника. Проблемы с электроникой коробки в основном связаны с повреждениями проводки, попаданием влаги и коррозией. Также причиной отказа системы может стать злоупотребление водителем горячими напитками — чаем и кофе. Это не шутка — в автомобилях с напольным размещением органов управления AS Tronic, в старых моделях автомобилей переключатель режимов движения находится в углублении. Туда систематически попадает проливающаяся жидкость, если водитель потребляет напитки во время движения. В новых моделях специально сделали переключатель без углубления, чтобы избавиться от этой проблемы, о которой постоянно рапортовали производителю сервисы.

Область применения. Еще один важный аспект связан с тем, под какие условия эксплуатации запрограммирована коробка. Например, если автомобиль был предназначен для эксплуатации в горной местности, а его гоняют по равнине, или наоборот — машину для трасс загоняют в горы, или вообще ставят снятую с низкопольного грузовика на спецтехнику — проблемы уже «запрограммированы». При установке трансмиссии AS Tronic на другой автомобиль необходима адаптация коробки под условия эксплуатации. То же касается установки дополнительных валов отбора мощности и прочих перекомпоновок.

Датчики. Между поколениями AS Tronic с электронной частью блока переключения для Евро 3 и Евро 5 есть различия, и они не взаимозаменяемы. В частности, если у коробки DAF Евро 3 отказывает датчик оборотов первичного вала, сразу загорается красный сигнал, и его надо менять. На более поздних моделях коробка будет брать показания с датчика оборотов коленвала, рассчитывая по ним обороты на первичном валу, но переключение все равно уже не вполне корректное. Поэтому коробка может перейти вообще в механическое управление. Вывод тот же — ехать можно, но лучше — на сервис. Вообще, если AS Tronic переходит в ручной режим — это для того, чтобы доехать на сервис, а не еще полгода ездить на «полуавтомате», чтобы затем, когда автомобиль встанет совсем, сказать что коробка «не отказоустойчивая».

Также бывает проблема с датчиками выходного вала, коих в системе два — один для внутренних потребностей блока управления трансмиссией, второй выдает информацию на тахограф. Если один из них выходит из строя, загорается предупреждение, но тахограф тем временем может брать информацию и с внутреннего датчика, то есть автомобиль будет показывать. Если вышли из стоя оба датчика — машина никуда не едет. Типичная ошибка при ремонте — эти датчики путают местами при установке, хотя это абсолютно разные по характеристикам датчики. Как видим, и в этом вопросе квалификация сервисного персонала имеет решающее значение.

В завершение темы обслуживания и ремонта автоматизированных коробок AS Tronic можно сказать, что основная причина недоверия к ним — недопонимание принципов их работы, а также незнание элементарных правил, позволяющих продлить их ресурс. Весь мир последовательно отказывается от механики — не только ради экономии топлива, а и потому, что уменьшение роли «человеческого фактора» всегда ведет к повышению надежности любых систем. Человек должен смотреть, куда ехать, а как ехать — AS Tronic решит лучше.

Обучение механиков работе с AS Tronic
В Украине обучением механиков работе с автоматизированными трансмиссиями AS Tronic занимается авторизованный сервис ZF компания «Трак Центр». Трехдневные курсы в основном посещают специалисты по ремонту грузовых автомобилей, в том числе и сотрудники официального дилерского сервиса DAF. В первый день базового курса по AS Tronic изучается теория и основные компоненты, а оставшиеся два дня посвящены практическим занятиям по разборке/сборке коробки, рассмотрению конкретных случаев. Предпочтение отдается разбору примеров на реальных коробках клиентов сервиса «Трак Центр».

Владимир Полищук, технический тренер компании «Трак Центр», официального сервисного партнера ZF, так комментирует тему ремонтопригодности и надежности коробки ZF-AS Tronic:

«Существует мнение, что МКПП ремонтировать дешевле, но это не так, разницы в цене практически нет, а в AS Tronic есть возможность ремонтировать модуляторы. Если есть проблемы, главное — вовремя обратиться, тогда коробка будет работать долго и корректно. Большинство случаев, в которых возникает необходимость ремонта, связаны со сцеплением, подачей воздуха и электропроводкой. Также важным моментом являются навыки водителя и его отношение к автомобилю.

Чаще всего специалисты начинают ремонтировать (читай — разбирать) коробку AS Tronic без диагностики, а к этому стоит приступать в последнюю очередь. Прежде всего, нужно проверить проводку, модулятор переключения и исполнительный механизм сцепления, само сцепление. Для разборки-сборки коробки необходимо иметь специальное оборудование и уметь им пользоваться. Некоторые занимаются ремонтом и разборкой/сборкой коробки без кого-либо оборудования, соответственно, на ремонт уходит не меньше недели. Мы, в свою очередь, с задачей справимся за 4 часа.

Курсы «Трак Центр» охватывают не только принципы ремонта коробки AS Tronic, в целом они охватывают все системы автомобиля DAF. Что касается ZF, программа курсов включает в устройство и ремонт механической коробки передач Ecosplit. Несмотря на то, что эти коробки очень просты в ремонте, специалисты хотят получить дополнительную информацию, например по регулировке. Это связано с тем, что в интернете можно найти не всю нужную информацию, а у специалистов «Трак Центр» большой опыт в ремонте МКПП.

Также «Трак Центр» проводит семинары по обслуживанию мостов, которыми в основном интересуются автобусные парки. В программу семинаров для них также входит ремонт и обслуживание АКПП. Для того чтобы работать с этими трансмиссиями, необходимо, как минимум, иметь универсальный диагностический прибор ZF, который способен диагностировать электронные блоки агрегатов ZF на любой грузовой технике, в том числе комбайнах и тракторах.

Источник: журнал autoExpert №6-7`2014. При перепечатке ссылка на источник обязательна.