Getriebaufbau und Funktion

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Inhaltsverzeichnis

Getriebe AX4S

Einleitung

Beim Automatikgetriebe des Windstar wird die hydraulische Steuerung aller Schaltventile vom Motor-Regelungs-Modul (PCM) elektronisch geregelt. Die Übersetzungsverhältnisse der vier Vorwärtsgänge und des Rückwärtsganges werden durch 2 Planetengetriebe und ein kombiniertes Planeten- Ausgleichsgetriebe erreicht. Die Planetensätze werden vom Drehmomentwandler über einen Kettentrieb angetrieben. Der Drehmomentwandler verfügt über eine mechanische Drehmoment-Wandlerkupplung.

Das AX4S-Automatikgetriebe besitzt zwei Sätze Planetengetriebe und eine Kombination aus Planetengetriebe und Differential. Die Planetengetriebe werden von vier Mehrscheibenkupplungen, zwei Bremsbändern und zwei Freilaufkupplungen betätigt.

Eine Drehmomentwandlerkupplung ist mit der Kurbelwelle verbunden und überträgt über die zwei Kettenräder verbindende Antriebskette die Kraft auf das Getriebe. Die Drehmomentwandlerkupplung wird vom Antriebsstrangsteuergerät gesteuert. Zusammen mit den Hydrauliksteuerelementen im Steuergehäuse betätigt das Antriebssteuergerät eine Überbrückungskupplung im Drehmomentwandler, wodurch aufgrund der Beseitigung des Wandlerschlupfes der Kraftstoffverbrauch verringert wird.


Bild:bild_1_186_38.jpg

AX4S Automatikgetriebe

A = Automatik

X = Transachse

4 = Vier Gang

S = Synchronisiert


Bild:bild_2_186_37b.jpg


  1. Drehmomentwandler
  2. Drehmoment-Wandlerkupplung
  3. Gehäusedeckel
  4. Turbinenrad
  5. Pumpenrad
  6. Leitrad
  7. Antriebswelle zum Pumpenrad
  8. Vorwärtgangkupplung
  9. Freilauf der Vorwärtgangkupplung
  10. Overdrive-Band 4. Gang
  11. Direktkupplung 3. Gang
  12. Freilauf der Direktgangkupplung
  13. Vorwärtgangkupplung 2. Gang
  14. Rückwärtsgangkupplung
  15. Planetenräder
  16. Parksperre
  17. Bremsband 1. und 2. Gang bei Wahlhebel in 1,2
  18. Sonnenrad
  19. Planetenradträger
  20. Ausgleichsgetriebe
  21. Kettenrad (Antrieb)
  22. Kette
  23. Kettenrad (Abtrieb)
  24. Ventilgehäuse
  25. Ölpumpe

Bauteile und Funktion

  • Drehmomentwandler - er verbindet den Motor mit der Turbinenwelle. Bewirkt ferner die Drehmomenterhöhung und fungiert als Dämpfer beim Schalten.

Der Drehmomentwandler besitzt die nachfolgenden Hauptbauteile:

  • Drehmomentwandlerkupplung - sie überträgt bei Kraftschluss Motorkraft von der Wandlerabdeckung auf das Turbinenrad.
  • Gehäusedeckel - er überträgt Kraft vom Motor zum Drehmomentwandler. Ferner ist die Antriebswelle - Pumpenrad am Gehäusedeckel befestigt.
  • Turbinenrad - am Kettenrad - Turbinenwelle befestigt und angetrieben von der vom Pumpenrad geförderten Flüssigkeit.
  • Pumpenrad - es bewirkt zusammen mit dem Leitrad die Drehmomentwandlung. Angetrieben von der Wandlerabdeckung.
  • Leitrad - auch als Stator bezeichnet. Es enthält eine Freilaufkupplung, die es nur bei erforderlicher Reaktion festhält. Bewirkt ferner die hydraulische Reaktion bei der Drehmomenterhöhung.
  • Antriebswelle - Pumpenrad - zum Antrieb der Ölpumpe, ist in der Wandlerabdeckung befestigt.

  • Vorwärtskupplung (1.Gang) - bewirkt das Eingreifen des Kettenrades - Antriebswelle in den Freilauf - Vorwärtskupplung.
  • Freilauf - Vorwärtskupplung - überträgt Drehmoment im 1. Gang vom Kettenrad - Antriebswelle auf das Sonnenrad des vorderen Planetenradträgers.
  • O/D Bremsband - Blockiert das Sonnenrad des vorderen Planetenradträgers im vierten Gang (Overdrive)
  • Direktgangkupplung Verriegelt im 3. Gang das Sonnenrad des vorderen Planetenradträgers am Freilauf - Direktgangkupplung.
  • Freilauf Direktkupplung - überträgt Drehmoment im 3. Gang vom Kettenrad - Antriebswelle auf das Sonnenrad des vorderen Plantenradträgers und bewirkt im 1. Gang zusammen mit der Direktgangkupplung die Motorbremsung.
  • Vorwärstkupplung (2./3. Gang) - bewirkt im 2. und 3. Gang das Eingreifen des Kettenrads - Antriebswelle in die Planetenträger des vorderen Planetenradträgers.
  • Rückwärtsgangkupplung - hält das Planetenrad des vorderen Planetenradträgers und das Hohlrad des Planetenradträgers im Rückwärtsgang fest.
  • Vorderer und hinterer Planetenradträger - die vier Vorwärtsgänge und der Rückwärtsgang werden über zwei Planetenradträgersätze in Abhängigkeit von der Betätigung von Kupplung und/oder Bremsband geschaltet.
  • Parksperre - gestattet die mechanische Verriegelung der Antriebswelle durch die am Gehäuse befestigte Parkklaue.
  • Bremsband (1./2.Gang bei Wählhebel in 1/2) - hält das hintere Sonnenrad mit Trommel im 1. und 2. Gang fest.
  • Sonnenrad - überträgt Drehmoment vom Getriebeausgang auf den Planetenradträger.
  • Planetenradträger - treibt das Differential an.
  • Differential - treibt die Antriebswellen - Vorderachse an und bewirkt bei unterschiedlicher Geschwindigkeit der Antriebsräder einen Ausgleich.
  • Kettenrad - Antriebswelle - überträgt Kraft vom Drehmomentwandler auf die Antriebskette.
  • Antriebskette - verbindet die beiden Kettenräder - Antriebswelle.
  • Kettenrad - Antriebswelle - überträgt Kraft vom Drehmomentwandler auf das Getriebe. Auf das Kettenrad ist ferner der Erregerring für den Turbinenwellen-Drehzahlsensor (TSS-Sensor) aufgepresst.


Hydrauliksystem

  • Steuergehäuse - leitet zur Steuerung des Getriebes Flüssigkeit unter Druck zum Drehmomentwandler, zu den Bremsbändern und Kupplungen.
  • Ölpumpe - fördert Flüssigkeit unter Druck zum Betrieb, zur Schmierung und zur Kühlung des Getriebes. Bei der Ölpumpe handelt es sich um eine geregelte Flügelzellenpumpe, deren Förderleistung dem jeweiligen Bedarf entspricht. Die Pumpe befindet sich im Steuergehäuse - Gehäuse.
  • O/D-Servokolben - betätigt das O/D-Bremsband im 4. Gang
  • Servokolben - betätigt das Bremsband im 1. und 2. Gang.
  • Behälter - zur Regelung des von der Temperatur abhängigen Getriebeölstandes dienen zwei Behälter. Außer der unteren Ölwanne befindet sich ein zweiter Behälter im unteren Teil der Abdeckung - Steuergehäuse. Wenn die Temperatur der Flüssigkeit in dem Behälter ansteigt, schließt ein Thermoelement und hält das Flüssigkeitsniveau im oberen Behälter aufrecht.

Getriebeöl

  • Der Ölmessstab befindet sich im Motorraum hinter der E-DIS 6 Zündspule.
  • Füllmenge 11,6 Liter
  • ATF-Getrieböl ESP-M2C 166-H


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  1. E-DIS 6 Zündspule
  2. Ölmessstab


Steuerung und Regelung

Die Schaltpunkte des Automatiksgetriebes werden beim Windstar über das PCM geregelt. Die Voreinstellung erfolgt über den Wahlhebel am Lenkrad.

Der Wahlhebelpositionssensor [MLPS] liefert das notwendige Signal der Steuerung an das PCM. Weitere Eingangssignale zur Getriebesteuerung im PCM sind in der nachfolgenden Grafik zu sehen:

Bild:bild_4_186_40.jpg

Eingänge:

  1. Wahlhebelpositionssensor (MLPS)
  2. Fahrgeschwindigkeitsgeber (VSS)
  3. Luftmengenmesser (MAF)
  4. Drosselklappenpositionssensor (TP)
  5. Zündsteuerungsmodul (ICM)
  6. Bremslichtschalter (BOO)
  7. Getriebeöltemperatursensor (TOT)
  8. Turbinendrehzahlsensor (TSS)
  9. Ansauglufttemperatursensor (IAT)
  10. Intervalschalter Klimaanlage
  11. Motor-Kühlmitteltemperatursensor (ECT)
  12. Overdrive-Abschaltung (OCS)
  13. Druckregel-Magnetventil (EPC) ---> Ausgang
  14. Drehmoment-Wandlerkupplung Magnetventil (TCC) ---> Ausgang
  15. Schaltmagnetventil (SS1) ---> Ausgang
  16. Schaltmagnetventil (SS2) ---> Ausgang
  17. Schaltmagnetventil (SS3) ---> Ausgang

Die Unterschiedlichen Gänge werden durch Schalten von Kupplungen und damit verbundenem Schluß umgesetzt. Dabei werden Teile von Planetengetrieben fesgehalten oder losgelassen. Dazu hat das Windstargetriebe noch zwei Bremsbänder, die wie Kupplungen auch Teile der Planeten zum Schalten freigeben oder blockieren können.

Die Fahrstufen sind wie folgt von den Kupplungen und Bändern abhängig:

1. Gang (D) - Betätigte Komponenten:

  • Low Band
  • FW Clutch

2. Gang (D) - betätigte Komponenten:

  • Low Band
  • FW Clutch
  • IM Clutch
  • Low Freilauf hält

3. Gang (D) - betätigte Komponenten

  • IM Clutch
  • Direkt Clutch

OD

  • OD Band
  • IM Clutch
  • Direkt Clutch
  • Freilauf Direct blockiert

R

  • FW Clutch
  • Reverse Clutch
  • Low Freilauf sperrt

Einbaulage der Sensoren

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  1. Wahlhebelpositions-Sensor (MLPS)
  2. Fahrgeschwindigkeitsgeber (VSS)
  3. Turbinendrehzahl-Sensor (TSS)
  4. Getriebeöltemperaturfühler (TOT)


Wahlhebelpositionssensor

  • Die Stellung des Wahlhebels wird erfasst und als elektrisches Signal zum PCM gemeldet.
  • Der Sensor und der Betätigungszug zum Wahlhebel können eingestellt werden.


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  1. MLPS
  2. Stecker


Funktion:

  • (P) Parken - Das Getriebe befindet sich in Neutralstellung, wobei die Antriebswelle durch die Parksperre blockiert ist. Zur Sicherheit sollte in Verbindung mit der Parkposition die Feststellbremse betätigt werden. Der Wahlhebel darf nur bei stillstehendem Fahrzeug in die Parkposition gebracht werden. Der Motor kann in dieser Position gestartet werden. Dies ist die einzige Wählposition in der der Lenkzündschlüssel abgezogen werden kann.
  • (R) Rückwärtsgang - Das Einlegen des Wahlhebels in (R) darf nur bei stillstehendem Fahrzeug erfolgen. In dieser Position wirkt keine Motorbremse. Außerdem wird über Kontak 140 (BK/PK) des Wahlhebelpositionssensors der Rückfahrscheinwerfer mit Spannung versorgt.
  • (N) Neutral - Das Getriebe befindet sich in Neutralstellung, wobei die Antriebswelle nicht blockiert ist. In dieser Position kann der Motor gestartet und das Fahrzeug rangiert werden.
  • (D) Drive (Fahren) - Normaler Fahrbetrieb in allen vier Fahrtstufen.
  • (2) 2. Gang - Das Fahrzeug fährt im 2. Gang los und bleibt in dieser Fahrtstufe.
  • (1) 2. Gang - Das Fahrzeug fährt im 1. Gang an und bleibt in dieser Fahrtstufe. (für extreme Gefäll- oder Steigungsfahrten)


Rückschaltung

Unter gewissen Bedingungen schaltet das Getriebe automatisch in einen niederen Gang zurück, ohne dass der Wählhebel dabei verstellt werden muss. Es gibt drei Arten des automatischen Zurückschaltens:

Schubbetrieb:

Wie der Name schon sagt, erfolgt in diesem Fall das Zurückschalten bei Schubbetrieb (Gaswegnehmen).

Drehmomentregelung:

Das Zurückschalten zur Drehmomentregelung erfolgt automatisch bei Teillastbetrieb, wenn ein höheres Drehmoment erforderlich ist, als der Motor mit der jeweiligen Übersetzung produzieren kann. Zur Erhöhung der Beschleunigung trennt das Getriebe die Drehmomentwandlerkupplung.

Kickdown:

Zur maximalen Beschleunigung des Fahrzeugs kann durch vollständiges Durchtreten des Gaspedals ein Zurückschalten erzwungen werden. Ein Zurückschalten in den zweiten Gang kann bei einer Geschwindigkeit von weniger als 88 km/h erzwungen werden. Unter 45 km/h schaltet das Getriebe in den ersten Gang zurück. Diese Geschwindigkeitswerte sind von der Reifengröße und der Motoreinstellung abhängig.



Fahrgeschwindigkeitgeber (VSS)

  • Der VSS befindet sich am Ende der Tachowelle
  • Dieser erzeugt ein Wechselspannungssignal und sendet es zum PCM
  • Die Frequenz dieses Signals erhöht sich mit steigender Geschwindigkeit.
  • Das PCM verwendet das Signal zum Schalten der Gänge.


Bild:bild_6_186_100.jpg

  1. VSS
  2. Stecker


Turbinendrehzahl-Sensor (TSS) (VSS)

  • Misst die Turbinendrehzahl und sendet das Signal an das PCM.
  • Das PCM verwendet dieses Signal zum Schalten der Gänge.


Bild:bild_6_186_101.jpg

  1. TSS
  2. Stecker


Getriebeöltemperatur-Sensor (TOT)

  • Misst die Öltemperatur des Getriebes und sendet das Signal an das PCM.
  • Dieses Signal ist notwendig, weil bei kaltem Getriebeöl die Gänge früher hochgeschaltet werden, um die Energieverluste wegen der erhöhten Viskosität zu minimieren.


Bild:bild_6_186_102.jpg


  1. TOT
  2. Stecker

Stellglieder

Im Ventilgehäuse sind 5 Magnetventile untergebracht. Sie regeln alle Getriebefunktionen.

Bild:bild_10_186_41.jpg


  1. Drehmoment-Wandlerkupplung Magnetventil (TCC)
  2. Druckregelmagnetventil (EPC)
  3. Schaltmagnetventil 2
  4. Schaltmagnetventil 1
  5. Schaltmagnetventil 3


  • Das Drehmoment-Wandlerkupplungsmagnetventil ist normalerweise geschlossen und öffnet, wenn die Drehmomentwandlerkupplung betätigt werden soll.
  • Das Druckregelmagnetventil (ECP) reguliert den Öldruck als Zweipunktregler durch Öffnen/Schließen.
  • Die Schaltmagnetventile SS1, SS2 und SS3 sind stromlos offen und schließen, wenn sie das entsprechende Signal vom PCM erhalten.


Wahlhebel

  • Der Wahlhebel befindet sich an der Lenksäule.
  • Der Overdrive wird mit der Overdrive-Abschaltung (OCS) am Ende des Wahlhebels ein- und ausgeschaltet.
  • Die Kontrollleuchte leuchtet bei ausgeschalteter 4. Gangstufe.

Eine blinkende Kontrollleuchte zeigt einen Fehler in der Sensorik an.

Bild:bild_11_186_103.jpg

  1. Overdrive-Abschaltung (OCS)
  2. Overdrive-Kontrollleuchte (OCIL)

Die Diagnose des Getriebes erfolgt über den zentralen Diagnosestecker (DLC).

Fehlerdiagnose

Vorab sind folgende Punkte zu prüfen:

Störung eingrenzen (wann tritt sie auf?)

  • Hochschalten
  • Zurückschalten
  • Schubbetrieb
  • Einrücken
  • Geräusche/Vibrationen

Wovon sind diese Geräusche/Vibrationen abhängig?

  • Drehzahl
  • Fahrtgeschwindigkeit
  • Schaltvorgang
  • bestimmter Gang
  • Bestimmte Fahrstufe
  • Temperatur

Fahrzeug auf Betriebstemperatur bringen.

Füllstand und Zustand des Getriebeöls prüfen.

On-Board-Diagnose durchführen.


Ansauglufttemperatur-Sensor (IAT-Sensor)

Fehler können hartes bzw. zu weiches Schalten zur Folge haben.


Fahrstufensensor (TR-Sensor)

Rauhes Eingreifen und schwergängiges Schalten. Schalten zwischen 3. und 4. Gang nicht möglich, aber in einen niedrigeren Gang.


Fahrgeschwindigkeitssensor (VSS)

Rauhes Eingreifen, schwergängige Schaltung, unnormale Schaltpunkte. Bei geschlossener Drosselklappe kann es zu unerwartetem Zurückschalten kommen. Drehmomentwandlerkupplung rückt nicht ein.

(wird fortgesetzt)

--Hippie 00:51, 12. Okt 2007 (CEST)

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