Коробка передач автомобиля с двумя сцеплениями

Трансмиссии с двойным сцеплением: мифы и реальность

Дискуссии между лагерями поклонников классических «автоматов» и сторонников МКПП постепенно стихают. Автоматические коробки становятся всё более совершенными и многоступенчатыми, вопросы долговечности сняты, алгоритмы адаптации снижают время реакции агрегата на ситуацию. Круг ценителей механики тоже всё резче очерчивается и сужается. Спорить стало не о чем, плюсы и минусы проявлены.

Новая волна трансмиссионных обсуждений порождена преселективными механизмами с отдельными сцеплениями по чётному и нечётному ряду скоростей. Их становится всё больше, что вовлекает новые массы водителей, в основном из тех ценовых сегментов, где раньше о столь современных КПП и не помышляли.

Зачем нужны два сцепления?

Идея пришла из спорта. Разработчики коробок для гоночных автомобилей давно поняли в чём заключается слабое место принципа смены передаточного числа. Приходится одновременно разрывать поток мощности через КПП и переключать передачу. Если же подготовить зацепление нужной пары шестерён заблаговременно, то процесс будет сведён лишь к быстрому перебросу момента.

В преселективе используются два вала, каждый из которых отвечает за свой набор передач, обычно это чётные и нечётные скорости в порядковом ряду. Во время разгона автомобиля работает один вал, и пока это происходит, ничто не мешает на втором валу подготовить следующую передачу. По команде водителя или автоматики, смотря какой режим выбран, ручной или автоматический, просто размыкается муфта сцепления действующего вала и замыкается вторая. Теоретически идея проста и эффективна.

Поток мощности не должен иметь резких скачков, что приведёт к рывкам автомобиля и перегрузкам в трансмиссии. Поэтому электроника должна отслеживать крутящий момент на валах и принимать меры к его плавному изменению. Участие в этом мощных исполнительных механизмов и создаёт основные трудности при практической реализации.

Конструкция сцеплений

Фрикционные пары могут работать в масле или при сухом трении. Каждый из этих конструктивов имеет свои достоинства и недостатки. Масляное сцепление, его ещё называют мокрым, работает более плавно, а за счёт эффективного отвода тепла допускает большую пробуксовку. Это важно при бесступенчатой передаче момента. Сухой узел отличается дешевизной и компактностью. Развитие коробок пошло сразу по двум направлениям.

Первоначально сухим сцеплениям была отведена роль работы с относительно маломощными двигателями. Здесь меньше сказывалась их нестойкость к перегреву. По мере накопления опыта, доля сухих фрикционов стала падать, работающие в масле сцепления лучше управлялись и выделялись надёжностью.

Сейчас уже мало кто сомневается в перспективности КПП с двойным сцеплением. Они обеспечивают автомобилю хорошую динамику, экономичность, а недостатки в виде сложности и дороговизны уменьшаются по мере совершенствования.

Остаётся одна сложность на пути действительно массового внедрения преселективных КПП. Они очень сложны в ремонте и настройках. Согласовать работу двух сцеплений, параметры которых изменяются в процессе износа, очень трудно. После замены регулировки требуют восстановления, для чего применяется специализированное оборудование и программное обеспечение. Для работы с ним нужен квалифицированный персонал. Неграмотное вмешательство только компрометирует изготовителя.

Фирмы-производители, например группа компаний Schaeffler, активно участвуют в создании сервисного оборудования и обучении персонала. Как в форме онлайн-информирования, так и организуя семинары, а также техническую поддержку по своему профессиональному инструментарию.

Источник статьи: http://zen.yandex.ru/media/liniya_starta_avto/transmissii-s-dvoinym-scepleniem-mify-i-realnost-5d1d9d04d616d900ad14f47d

Почему «роботы» с двумя сцеплениями скоро вытеснят все остальные коробки

Как устроена новая коробка Kia

DCT расшифровывается как Dual Clutch Transmission, то есть трансмиссия с двумя сцеплениями. Это первая многодисковая коробка — собственная разработка компании Kia Motors из Центра Исследований и Разработок в Намьянге.

Как вы уже могли догадаться, DCT — это в определенном смысле аналог знаменитой коробки DSG от Volkswagen, которая сначала радовала покупателей резвостью и экономичностью, потом досаждала поломками в своем 7-ступенчатом исполнении, а к 2014 году наконец лишилась явных конструктивных дефектов после доброго десятка доработок.

Для непосвященных кратко объясним, что DCT — это «робот», то есть конструктивно — механическая коробка с блоком управления и актуаторами, которые вместо водителя переключают передачи. А что такое «два сцепления»? Если вкратце, то, вообще-то, сцепление одно. Просто ведомых дисков у него два — один передает крутящий момент на нечетный ряд передач (1-3-5-7 и т.д.), второй — на четный (2-4-6 и т.д.).

Конструкция собрана таким образом, что диски сцепления сидят на одной оси, а их валы вложены один в другой. Второй вал длиннее первого и проходит насквозь. Каждый из них приводит в движение свой ряд шестерней: четный и нечетный. Между этими дисками находится ведущий диск — маховик, который вращает двигатель.

Включение и выключение дисков сцепления электромеханическое, что ускоряет процесс переключения. Но основная экономия времени при выборе передачи — в так называемом преселективном режиме работы АКПП. Если грубо, то пока включена, допустим, первая передача на нечетном ряду, на четном уже подготовлена к включению вторая — когда это будет необходимо, останется только отсоединить от маховика один диск сцепления и присоединить другой.

Электронный блок управления коробкой предугадывает динамику движения — разгон или торможение, заранее замыкая привод следующей зубчатой пары. Как на передачу вверх, так и вниз. Два процесса, отсоединение одного диска и присоединение другого, происходят одновременно.

Как вы понимаете, конструкция невероятно сложная. Незначительные отклонения в работе коробки на доли секунды и на доли миллиметра быстро приводят к ускоренному износу дисков и нестабильной работе с толчками при движении и т.п. Собственно, сложностями настройки электроники во многом и обусловлены проблемы с фольксвагеновской коробкой DSG.

В целом схема позволяет сократить время на переключение передач до 100-200 миллисекунд, обеспечить ровную тягу при разгоне и снизить расход топлива, экономя до 10%. В случае с Kia заявленная экономия — 5-7%.

История преселективных коробок

Сама по себе идея использования мультидискового сцепления была запатентована французским инженером Адольфом Кегрессом еще в 1935 году. Мсье Кегресс вообще был большим талантом и, помимо патента на то, что в будущем стало DCT, еще сделал первый внедорожник — гусеничный Руссо-Балт, о котором мы когда-нибудь расскажем. Но не будем отвлекаться. Из-за отсутствия технологических возможностей идея коробки с двумя сцеплениями осталась на бумаге.

В 80-х годах инженеры Porsche воплотили задумку в железе и использовали передовую разработку в кольцевых автогонках. Однако значительные габариты, большой вес и низкая надежность оставили коробку на уровне прототипа, и за гоночный трек она не вышла. Подобные попытки предпринимали и раллийные команды Peugeot и Audi, но закончилось все тем же — от использования отказались.

С середины 90-х VW начинает разработку своей версии мультидисковой АКПП под аббревиатурой DSG (Direct Speed Gearbox). Результатом стала серийная коробка, которая с 2003 года устанавливалась на Golf Mk4 R32. Опыт оказался настолько успешным, что им заинтересовались другие автопроизводители, а VW совершенствует эту коробку и по сей день, устанавливая ее практически на все свои серийные автомобили.

На данном этапе такие коробки делятся на два типа — сухие и мокрые. С сухими все понятно по определению. Диски работают, как в обычной механической коробке, на сухом трении. В мокрых диски сцепления погружены в масляную ванну. Сделано это для охлаждения при нагрузке свыше 350 ньютонов на метр. Мокрые «роботы» работают с «моментными» дизелями и высокофорсированными бензиновыми двигателями.

Расскажем о нескольких типичных представителях семейства преселективов.

Audi S-Tronic

Изначально S-tronic разрабатывался под высокие нагрузки: предельные значения 550 Н*м, 9 000 об/мин. Конструкторам пришлось обеспечить два контура смазки. Один отвечает за работу управляющей гидравлики и сцепления, другой обеспечивает смазку шестерней КПП. Причем масло используется разное. Так как плотность гидротрансформаторного масла может меняться при различной температуре, при агрессивных режимах работы масляная помпа имеет дополнительный вакуумный усилитель, способный поднять давление на непродолжительное время.

Другая особенность в том, что выходной вал передает вращение на межосевой дифференциал, расположенный прямо в корпусе самой АКПП. В зависимости от настроек дифференциал может передавать на заднюю ось от 35% до 85% крутящего момента (60% по умолчанию).

Данная коробка может работать как в полностью автоматическом режиме, так и в ручном с использованием подрулевых переключателей вверх/вниз (+/-).

Источник статьи: http://www.kolesa.ru/article/pochemu-roboty-s-dvumja-sceplenijami-skoro-vytesnjat-vse-ostalnye-korobki-2015-02-27

Роботизированные трансмиссии с двумя сцеплениями

Все чаще на рынке можно встретить автомобили оснащенные роботизированной трансмиссией с двумя сцеплениями, у которой есть свои плюсы и минусы, о них мы поговорим в дальнейшем. Многие автомобильные эксперты считают, что за таким типом коробок передач будущее, в пример можно привести VAGовскую роботизированную трансмиссию DSG-6. Ее экономичность и быстрое переключение передач подкупила многих автолюбителей по всему миру. Затем на рынке появилась DSG-7, которая прославилась своей ненадежностью и многие отказались от покупки автомобилей концерна VAG именно из-за боязни поломки и дальнейшего, достаточно дорогого ремонта.

Первый в истории робот с двумя сцеплениями

Отсчётом можно считать 1939 год, инженер Адольф Кегресс сконструировал прототип трансмиссии с двойным сцеплением, но к сожалению из-за недостатки финансирования, его труды не увенчались успехом и работа была заморожена почти на 40 лет.

Первым в истории автомобилем, который должен был обзавестись роботизированной коробкой передач с двумя сцеплениями, должен был стать Citroen Traction Avant. Это переднеприводный автомобиль с несущим кузовом, за все время производства появилось немалое количество вариантов исполнения кузова: четырёхдверный седан, двухдверное купе, двухдверный кабриолет и пятидверный хэтчбек.

Воплотить идею Адольфа Кегресса в жизнь удалось инженерам из Porsche, грубо говоря обкатывать новую технологию стали на автомобилях 956 и 962C, предназначенных для кольцевых гонок. Но из-за большого веса, значительных габаритов и главное ненадежности, данная кпп в серийное производство не пошла и ее использование не вышло за пределы трека. В 1985 году попытки доработать трансмиссию предпринимали инженеры Audi установив коробку на раллийный автомобиль Sport quattro S1, к слову автомобилю удалось выиграть в американских соревнованиях по скоростному подъему на гору Пайкс-Пик.

В серийное производство, роботизированная трансмиссия поступила относительно недавно, первопроходцем стала компания Volkswagen установив преселективную трансмиссию на спортивный хэтчбек Golf Mk4 R32, произведенной компанией BorgWarner. Так что отсчетом появления роботизированной коробки для серийных автомобилей можно считать 2003 год. Следующим автомобилем получившим DSG стало немецкое купе Audi TT. Причем первые версии Direct Shift Gearbox (DSG) устанавливались на автомобили с поперечным расположением двигателя. Начиная с конца 2008 года, автомобили марки Audi получили собственную коробку с двойным сцеплением под названием S Tronic, которая устанавливалась на версии с продольным расположением мотора.

Какие бывают роботизированные коробки передач с двумя сцеплениями

Их можно разделить на два типа:

• с мокрым сцеплением;
• с сухим сцеплением.

Как правило первый вариант используется на более мощных двигателях, крутящий момент которых превышает 350 Нм. Для того чтобы развеять миф ненадежности таких кпп, приведем в пример Bugatti Veyron, DCT на котором справляется с мощностью мотора в 1 250 Нм крутящего момента. Среди роботизированных трансмиссий устанавливаемых на автомобили марки Audi и Volkswagen, самым надежным роботом считается DSG-7 DQ500 , в стоке способная “переварить” до 600 Нм крутящего момента. Трансмиссии с сухим сцеплением устанавливаются в основном на автомобили с маломощными двигателями, не превышающими отметку в 250 Нм крутящего момента.( полный список автомобилей с дсг 7 )

Помимо Audi и Volkswagen еще несколько компаний оснащающие свои машины подобного типа коробками:

• Lamborghini – компания использует 7-ми ступенчатый робот под названием Lamborghini Doppia Frizione (LDF). Устанавливается на модель Huracán LP610-4 2014 модельного года с 5.2 литровым силовым агрегатом V10 мощностью 610 л.с. и 560 Нм. крутящего момента. Важно отметить, Lamborghini Doppia Frizione (LDF) позволяет использовать функцию Launch Control для максимально быстрого ускорения при разгоне с места.
• BMW – в 2008 году баварский производитель вывел на рынок M3 с коробкой производства Getrag, с двойным сцеплением от BorgWarner, получившей название M double-clutch transmission (M DCT). Затем она устанавливалась на модель Z4 второго поколения в версиях (sDrive35i и sDrive35is) и еще ряде моделей включая 135i. С 2014 года 7-ми ступенчатый робот (DCT) устанавливается на M3 в кузове F80 и М4 соответственно в кузове F82.
• Mercedes-Benz использует 7-ступенчатую SpeedShift трансмиссию производства Getrag, устанавливая ее на модель SLA AMG, тот же блок DCT используется на модели Ferrari California. У компании Mercedes-Benz имеются и собственные разработки 7-ми ступенчатой коробки с двойным сцеплением, которая устанавливается на модели CLA 250 и GLA250.
• Ford – начиная с 2008 года PowerShift с мокрым сцеплением устанавливается на модели Focus и C-Max. DCT произведена Ford Motor Company в сотрудничестве с Getrag и LUK. Есть еще один вариант PowerShift с сухим сцеплением, он менее надежен но его стоимость значительно ниже, стоимости варианта с мокрым сцеплением. Данная кпп также встречается на Volvo S60.
• Acura – DCT с 9-тью передачами устанавливается на суперкар NSX.

• KIA/Hyundai – корейские производители также решили устанавливать на свои модели роботы с двойным сцеплением (DCT), одной из первых таких моделей стал CEE’D GT. В планах компании установка данной кпп на модели Pro CEED GT, CEED Koup и еще несколько моделей не продающихся в нашей стране. Главными преимуществами робота с двойным сухим сцеплением является его экономичность и быстрое переключение передач. Hyundai устанавливает (EcoShift) на Veloster, Veloster Turbo, Sonata, i30 и Tucson.
• Mitsubishi – для своих спортивных моделей Lancer Evolution X и Lancer Ralliart, компания использует спортивную коробку передач с двойным сцеплением, под названием Twin Clutch SST. Достоинствами TC-SST можно считать быстрое переключение пердач, позволяющее снизить время разгона.
• Nissan – несложно догадаться, что DCT устанавливается на GT-R, который на сегодняшний день является одним из лучших в своем классе автомобилей. На спорткаре установлена 6-ступенчатая роботизированная коробка передач BorgWarner (DCT GR6) с двойным сцеплением. Переключение передач происходит за 0.15 секунд.
• Porsche – изначально подобного рода коробки передач устанавливались исключительно на спортивные автомобили, они были разработаны в сотрудничестве с ZF Friedrichshafen AG. Гражданские модели получили Porsche Doppelkupplungsgetriebe (PDK), достаточно надежные и очень шустрые.
• Peugeot/Citroen – одни из немногих, кто первыми стали устанавливать роботов на кроссоверы (Peugeot 4007 и Citroen C-Crosser). Автоматическая 6-ступенчатая коробка передач DCS с двумя сцеплениями устанавливается на модификации с 2.2 HDi 156 л.с. и 389 Нм крутящего момента.
• Renault – французская компания также не упустила шанс испробовать современную технологию, в результате чего в 2010 году появился Megane с роботизированной коробкой с двойным сухим сцеплением EDC DC 4

И это далеко не полный список, новую технологию внедряют китайские производители на BYD и Qoros, немецкие на Smart и прочие.

Как устроена роботизированная коробка передач и принципы ее работы

Прежде всего, для ознакомления предлагаем посмотреть видео на данную тему

Вся конструкция состоит из (речь идет о кпп с масляной ванной):

• первичного вала четных передач;
• первичного вала нечeтных передач и заднего хода;
• масляного насоса;
• двойного сцепления;
• гидравлического механизма переключения;
• датчика включенной передачи;
• масляного фильтра;
• электрогидравлического блока.

Об основных отличиях мокрого сцепления от сухого мы поговорим в следующий раз, сегодня речь пойдет об общем устройстве трансмиссий такого типа. Данная коробка представляет собой механическую кпп с системой управления передач и сцеплением фрикционного типа. Главным преимуществом можно считать два ряда передач , каждый из которых соединен с маховиком двигателя через собственное сцепление. Первый ряд отвечает за нечетные передачи и задний ход, второй соответственно за четные. Не будем углубляться в терминологию, проще говоря пока автомобиль едет на нечетной передачи, коробка уже держит включенной следующую передачу, но без подачи момента. Как только происходит переход на следующую передачу, диски первого сцепления размыкаются, а другого — наоборот, смыкаются. Отсюда и более плавный ход и ощущение постоянного ускорения.

Плюсы и минусы роботизированных трансмиссий с двумя сцеплениями

Начнем с преимуществ :

• экономичность, одно из главных достоинств данных трансмиссий, причем стоит отметить, что показатели расхода топлива на версиях с сухим сцеплением ниже, чем на мокрых;
• плавность хода. Из-за особенности переключения передач, которые идут одна за одной удалось полностью избавиться от легких толчков, которые присуще классическому автомату;
• динамика;
• возможность выбрать режим работы трансмиссии ;

Теперь поговорим о недостатках

• одним из главных является ненадежность и выход из строя мехатроника. По большей части это проблема DSG-7;
• дорогая в ремонте и обслуживании;
• чувствительна к тяжелым дорожным условиям.
• металлический лязг при проезде лежачих полицейских или неровностей (речь о DSG-7)
• стоимость производства роботизированной трансмиссии с двумя сцеплениями достаточно дорога.

Выводы

Из всего вышеуказанного можно сделать вывод о том, что с каждым годом все больше производителей пытается освоить для себя новый тип трансмиссий и список моделей оснащенных преселективной коробкой передач будет только увеличиваться. Как и у любой трансмиссии у DSG есть свои плюсы и минусы. Если вы являетесь первым владельцем авто и оно на гарантии, то можно ни о чем не беспокоиться, а вот покупая автомобиль на вторичном рынке нужно быть предельно внимательным, особенно если речь идет о DSG-7, особенно DQ200, которая считается самой проблемной из всех. За остальными кпп таких существенных проблем замечено не было, но как говориться раз на раз не приходится и во многом надежность зависит от самого водителя и стиля езды.

Источник статьи: http://zen.yandex.ru/media/akppwiki/robotizirovannye-transmissii-s-dvumia-scepleniiami-5d51bbe5a06eaf00ae17ca97