1. Журнал АКППро
2. Архив номеров
3. Сентябрь 2022 (#21)
4. Ford 10R140, 10R80 и 10R60

Ford 10R140, 10R80 и 10R60

Оглядываясь на трансмиссии прошлого, мы видим черты, передававшиеся из поколения в поколение. GM, Ford и Chrysler всегда создают семейства трансмиссий по примерно одинаковым схемам, охватывающим полный диапазон значений крутящего момента и мощности автомобилей той или иной эпохи. В свое время компания Ford перешла от различных исполнений Cruisomatic к устройствам C3, C4 и C6. Позднее мы увидели 4R55E, AODE и E4OD. С коробками 10R60, 10R80 и 10R140 ситуация схожая. В этой статье мы рассмотрим, в чем схожи и чем различаются эти агрегаты.

Общие сведения

Десятиступенчатые трансмиссии для заднего привода разработаны инженерами GM и Ford совместно. Ford использовала 10R80 в качестве прототипа модификации 10R140 и затем 10R60 (см. таблицы). В итоге эти конструктивные исполнения стали точнее соответствовать требованиям к крутящему моменту различных двигателей. Надо отметить, что большинство компонентов этих устройств не являются взаимозаменяемыми.

Трансмиссия серии 10R состоит из четырех планетарных рядов, шести муфт сцепления в сборе и блока клапанов управления. Четыре вращающиеся муфты сцепления в сборе и две тормозные муфты обеспечивают десять передних и одну заднюю передачу. Блок клапанов управления координирует выбор передач посредством соленоидов, воздействующих на клапаны по командам блока управления коробкой передач (Transmission Control Module – TCM). Программирование в TCM взаимодействует с блоком управления двигателя и различными датчиками внутри трансмиссии, чтобы поддерживать нужный диапазон передач в зависимости от требуемых условий движения. Во всех областях применения используется конструкция с цельным корпусом.

Советы по эксплуатации

В отношении мер предосторожности при обращении с описываемыми устройствами чрезвычайно уместна поговорка: «Яблоко от яблони недалеко падает». К важнейшим компонентам нужно относиться очень внимательно, иначе, даже имея хорошие навыки, вы потерпят неудачу при ремонте.

Во-первых, всегда используйте надлежащую жидкость. Для этих агрегатов требуется Mercon ULV (Ultra Low Viscosity – «Сверхнизкая вязкость»), разработанная специально для них. Применение ненадлежащей жидкости приведет к проблемам с переключением передач и выходу устройства из строя. Для проверки уровня жидкости выполняйте следующую процедуру:

1. подключите диагностический автосканер и поместите автомобиль на подъемник;
2. при работающем двигателе поочередно установите селектор в положение каждой передачи и удерживайте примерно по шесть секунд в каждом диапазоне;
3. установите переключатель передач в парковочное положение;
4. отсоедините пробку заливной горловины трансмиссионной жидкости и отсоедините от пробки индикатор уровня;
5. проверьте уровень трансмиссионной жидкости с помощью индикатора ее уровня. Индикатор уровня трансмиссионной жидкости имеет две области индикации уровня – A и B, как показано на рисунке ниже    Различные области индикации предназначены для разных моделей автомобилей. Обычно для проверки уровня трансмиссионной жидкости используется диапазон В, надлежащий уровень трансмиссионной жидкости соответствует центру диапазона. С помощью автосканера убедитесь, что температура трансмиссионной жидкости находится в пределах 96–101 °C (206–215 °F);
6. если уровень трансмиссионной жидкости не соответствует требуемому, выполните поэтапные действия, необходимые для добавления или удаления жидкости;
7. установите пробку заливной горловины.

Не пользуйтесь автомобилем при пониженном уровне жидкости. В противном случае трансмиссия полностью выйдет из строя довольно быстро.

Еще одна обязательная процедура – Adaptive Learning Drive Cycle («Цикл адаптивного обучения»). Выполняйте эту процедуру, прежде чем делать вывод о необходимости демонтажа трансмиссии, если подозреваете, что ранее был выполнен ремонт, отрицательно сказавшийся на ее работе. Такая процедура должна осуществляться в тех случаях, когда была реконструирована или заменена трансмиссия, заменен или перепрограммирован TCM, были сделаны основные работы по обслуживанию и ремонту двигателя или сброшены адаптивные значения параметров управления воздухом/топливом. Цикл адаптивного обучения вождению выполняется на ровной дороге следующим образом:

1. запишите, а затем удалите диагностические коды неисправностей;
2. двигайтесь на автомобиле до тех пор, пока двигатель и трансмиссия не достигнут нормальной рабочей температуры;
3. разгонитесь с места с небольшим открытием дроссельной заслонки (15%), следя за тем, чтобы повышение передач с 1-й по 8-ю происходило при частотах вращения двигателя в диапазоне 1300–1600 об/мин.;
4. продолжайте разгоняться (можно немного увеличить газ после переключения с 7-й на 8-ю передачу при скорости 50–60 км/ч, пока не достигнете 88 км/ч и не переключитесь с 8-й на 9-ю и с 9-й на 10-ю передачу;
5. плавно затормозите до полной остановки и удерживайте педаль тормоза пять секунд;
6. переключите трансмиссию на нейтраль, подождите 1 секунду;
7. переключите трансмиссию на задний ход, подождите 2 секунды;
8. переключите трансмиссию на нейтраль, подождите 1 секунду;
9. переключите трансмиссию на главную передачу, подождите 2 секунды;
10. повторите этапы 3–9 еще шесть раз.

По завершении последнего этапа поставьте селектор на «Паркинг» и выключите зажигание. Перед дальнейшим вождением подождите 3–5 минут, чтобы кодирование успело записаться в модуль.

Начали с 10R80

В 2017 году компания Ford установила трансмиссию 10R80 в паре с 3,5-литровым двигателем Ecoboost V6 на пикап F-150 – свою самую продаваемую модель. Это решение оказалось достаточно универсальным для более позднего применения с 2,7-литровым двигателем с турбонаддувом и далее до 5,0-литрового V8. Рассчитанная на крутящий момент 800 Н∙м, модель 10R80 охватывала широкий спектр двигателей.

Набор передаточных чисел обеспечивает плавное переключение практически при любых мыслимых сочетаниях режимов движения и дорожных условий. Программы управления двигателем и трансмиссией позволяли двигателю экономить топливо, одновременно сохраняя готовность к разгону до полной мощности по команде водителя. Масса и габариты агрегата сделали его универсальным для широкого спектра заднеприводных автомобилей.

2020 модельный год ознаменовался появлением 10R140. Эта модель пришла на смену 6R140 для применения с повышенными нагрузками. Несмотря на то что у новинки на четыре передачи больше, общий вес трансмиссии остался примерно тем же. Усовершенствованные программы управления крутящим моментом позволяют этому агрегату легко выдерживать момент до 1425 Н∙м.

Наиболее заметным изменением по сравнению с 10R80 является передняя часть коробки. В первых модификациях 10R применяется внеосевой насос, а 10R140 имеет шестеренчатый привод с уникальными возможностями настройки. Возможности настройки привода различаются в зависимости от того, оснащено ли устройство валом отбора мощности.

Учтите, что это очень тяжелые компоненты. В связи с чем настоятельно рекомендуем использовать для монтажа и демонтажа подъемник двигателя или его аналог.

10R60 – новейшее дополнение к семейству 10R. Эта трансмиссия с номинальным крутящим моментом 600 Н∙м разработана специально для двигателей Ford с небольшой мощностью. Представленный на новом Ford Bronco 2021 модельного года, этот агрегат меньше и легче 10R80, чем помогает экономить топливо.

Что у них общего

Единственным компонентом с минимальными различиями является блок клапанов. Базовая сборочная единица одна и та же, но ее варианты не взаимозаменяемы. Во всех устройствах применяются соленоидные клапаны типов CIDAS (Casting-Integrated Direct Acting Solenoid («Интегрированный соленоид прямого действия»), Pressure Control («Регулятор давления») и Torque Converter Clutch («Муфта гидротрансформатора).

Все варианты соленоидов для разных моделей коробок от оригинального производителя имеют один и тот же номер базового компонента.

Многие жалуются на воющий шум насоса. В трансмиссиях серии 10R используются прямозубые передаточные шестерни для привода внеосевого насоса. Если вы помните старые модели механических коробок передач, то знаете, что прямозубые шестерни издают шум. Это нормальное явление, не влияющее на долговечность устройства. Не пытайтесь его устранить!

Еще одна общая особенность трансмиссий семейства 10R – алгоритм переключения передач. Обычно переключение выполняется с пропуском в зависимости от потребности в степени открытия дроссельной заслонки и других факторов нагрузки. При последовательных переключениях вверх или вниз коробка может пропускать передачи. Например, если вы трогаетесь с места и разгоняетесь при умеренном нажатии на педаль акселератора, то можете столкнуться с последовательностью переключений 1–3–5–7–8–9–10. Аналогичная ситуация нередко возникает и при сбросе скорости. Алгоритм, заложенный в TCM, обеспечивает бесперебойную работу трансмиссии в сочетании с двигателем, при которой возможны практически незаметные переключения передач и выбор нужных передаточных чисел с учетом требований водителя и условий вождения.

Гидротрансформатор настроен для обеспечения минимизации расхода топлива. В результате срабатывание муфты гидротрансформатора заметно задерживается при использовании с двигателями небольшого объема по сравнению с более крупными и мощными.

Один из любопытных аспектов при обсуждении описываемых трансмиссий – нормальная рабочая температура. Мы пытаемся находить приемлемые способы охлаждения выпускаемых нами трансмиссий на протяжении всей нашей профессиональной деятельности. Ведь чем холоднее трансмиссия при работе, тем дольше она прослужит, не так ли? Что ж, с этим агрегаты Ford справляются на отлично! Диапазон нормальных рабочих температур семейства 10R составляет от 90 до 101 °C. Этот диапазон оговорен производителем и должен строго соблюдаться. Когда устройство достигает этого диапазона, всё – от фрикционной муфты и стальных пластин до жидкости – работает на оптимальном уровне. Конечно, жарким днем в Аризоне, когда тянешь 40-футовый трейлер в гору к озеру, температура может подскочить и до 110 °C. Но это не должно быть правилом.

Проблемы и типичные сбои

Случается так, что затруднения появляются уже при небольшом пробеге. Например, плохое переключение передач и отсутствие зацепления связаны с попаданием мусора в блок клапанов управления. Имейте в виду, что большинство сложностей с переключением решаются посредством обновлений программного обеспечения. Всегда проверяйте наличие обновлений программного обеспечения в соответствующих справочных материалах. Распространенной проблемой является заедание клапанов и штифтов соленоидов CIDAS. В случае отказа соленоидов CIDAS нужно заменить блок клапанов управления полностью. На момент публикации данной статьи соленоиды отдельно от блока недоступны.

При значительном пробеге устройства сталкиваются с ослаблением удерживающих хомутов соленоидов CIDAS    После установки этого хомута возьмитесь за соленоид и проверьте, перемещается ли он. Если наблюдается чрезмерное перемещение, замените хомут и проверьте блок клапанов управления на износ в месте монтажа На рисунке Хомут не должен быть сплющен!

Это хомут пружинного типа, предназначенный для удержания основания соленоида в отверстии. Со временем хомут сплющивается, позволяя соленоиду перемещаться в отверстии, что влечет за собой ускоренный износ в месте установки соленоида. Кроме того, перемещение соленоида вызывает неточное управление клапаном и, как следствие, перекосы или заедания при переключениях. В настоящее время хомуты отдельно от соленоидов недоступны, и эта проблема решается благодаря разборкам – где можно найти бывшего в употреблении «донора».

Проблемы заеданий и перекосов более присущи областям применения 10R80. Коды передаточных отношений могут присутствовать или отсутствовать. Эти затруднения вызваны смещением внутренней втулки барабана   Диагностика обычно выявляет различные сложности с переключением передач, которые невозможно устранить посредством процедуры переобучения привода. Замена блока клапанов управления часто лишь усугубляет проблему. Если необходимо, надо менять барабан.

При всей конструктивной схожести с 10R80 модификация 10R60 испытывает своего рода трудности роста. Отход стопорного кольца возвратной пружины муфты сцепления А (рис. 8) вызывает проблему жесткого переключения с 6-й на 7-ю передачу. Для ее устранения применяется усовершенствованный корпус в сборе.

Не отставать от новейших технологий бывает непросто. Еще более сложной задачей может оказаться отслеживание последних сбоев и их устранений. ATRA стремится дать вам преимущество, которое облегчит вашу работу. В конце концов, речь же о целом семействе трансмиссий!

Уровень жидкости в 10R80 должен быть в одном из диапазонов, А или В. В зависимости от модели автомобиля. Проверьте указания в инструкции

Шестеренчатый механизм привода насоса на крышке гидротрансформатора в сборе. Учтите, что для удаления 2-мм установочного винта может потребоваться нагрев

В зависимости от области применения указывается один из наборов шестерен и валов.

Проверьте втулку в барабане на смещение. Учтите, что деталь не должна поворачиваться, а только перемещается вдоль оси. При необходимости замените