Двойное сцепление в устройстве кпп: как работают такие коробки передач

Многие знают, что существует два основных типа коробок передач: механическая ( переключение передачи с помощью нажатия педали сцепления и перемещения рычага переключения передач) и автоматические ( режим выбирается автоматически, задействованы муфта сцепления, конвертор и набор планетарной передачи).

Трансмиссия DSG

Но появилось нечто среднее, вобравшее в себя только самое лучшее двух коробок- КПП с двойным сцеплением или полу-автоматическая коробка (механическая коробка передач без сцепления и автоматизированная механическая коробка передач). В мире гоночных автомобилей полуавтоматы, такие как секвентальные механические коробки, используются уже многие годы.

Но в мире серийных автомобилей то, что называют КПП с двойным сцеплением или КПП прямого переключения можно считать новинкой. Эта статья посвящена принципам работы КПП с двойным сцеплением. Также мы попытаемся сравнить ее с другими видами коробок и выясним почему же некоторые считают ее трансмиссией будущего.

Принципы работы традиционной механической КПП

КПП с двойным сцеплением вобрала в себя достоинства двух механических коробок. Чтобы понять, что это означает, мы рассмотрим принципы работы обычной механической КПП.

Прежде чем переключить передачу с помощью рычага переключения передач, водитель нажимает педаль сцепления. Которая отсоединяет двигатель от коробки передач и прекращает подачу силового потока к коробке.

Когда водитель выбирает нужную передачу с помощью рычага, зубчатая муфта перемещается от одной шестерни к другой (шестерни разного размера).

Синхронизаторы выравнивают скорость вращения муфты, после чего передача безударно включается. После того, как шестерня пришла в движение, водитель отпускает педаль сцепления, происходит повторное соединение двигателя с трансмиссией и посылает крутящий момент на колеса.

Вместо этого подача мощности изменяется от включенного до выключенного состояния во время переключения передач, вызывая «толчок переключения передачи» или «прерывание крутящего момента».

Если у водителя мало опыта, то каждое такое переключение передач может стать привести к тому, что пассажиров начнет «кидать» вперед и назад. КПП с двойным сцеплением, напротив, использует два сцепления, но педаль сцепления отсутствует.

Сложная электроника и гидравлика контролируют сцепления ( как в стандартной автоматической коробке передач). В КПП с двойным сцеплением сцепления функционируют автономно. Одно сцепление контролирует нечетные передачи (первую, третью, пятую), а другое — четные (вторую, четвертую и шестую).

Благодаря такому распределению, передачи можно менять без прерывания потока мощности от двигателя к трансмиссии.

Принцип работы: Валы КПП с двойным сцеплением

Двойной вал — сердце КПП с двойным сцеплением. В отличие от обычной механической коробки, у которой все шестерни находятся на одном входном валу, в КПП с двойным сцеплением четные и нечетные передачи располагаются на разных валах.

Как такое возможно, спросите вы? А дело все в том, что внешний вал сделан полым, что позволяет расположить в нем внутренний вал.

Диаграмма ниже показывает устройство обычной пятиступенчатой КПП с двойным сцеплением.

Обратите внимание, что одно сцепление контролирует вторую и четвертую передачи, а другое независимое сцепление — первую, третью и пятую, что позволяет молниеносно переключить передачу и поддерживать постоянный поток мощности. Стандартная механическая коробка передач не может этого, поскольку один вал рассчитан как для четных, так и для нечетных передач.

Многодисковые сцепления

Поскольку КПП с двойным сцеплением похожа на автоматическую, вы можете подумать, что ей требуется конвертер, который как и в автоматической коробке переносит крутящий момент от двигателя к трансмиссии. На самом деле, он ей не нужен, поскольку вместо него используется многодисковые сцепления.

Для уменьшения трения и ограничения выделяющегося тепла, детали сцепления погружены в смазочно-охлаждающие жидкости, такой вид сцепления называют «мокрым».

Некоторые производители при разработке КПП с двойным сцеплением используют сухие сцепления, как на механической трансмиссии, хотя на всех современных автомобилях установлено мокрое.

Как и конвертер, многодисковые сцепления используют гидравлическое давление для включения. Когда сцепление включено, гидравлическое давление внутри поршня разжимает пружины, что приводит прижиманию набора дисков сцепления к фиксированной пластине давления. Фрикционные диски имеют зубцы, такого же размера и такой же формы, что и пазы барабана сцепления.

В свою очередь барабан соединен с набором шестерней, которые получают крутящий момент. КПП с двойным сцеплением Audi использует как малые витые пружины, так и большие диафрагмовые пружины в многодисковых сцеплениях. При разъединении сцепления, давление жидкости внутри поршня снижается. Это заставляет пружины поршня сжиматься, давление набора дисков и пластины давления ослабевают.

Плюсы и минусы КПП с двойным сцеплением

Надеемся, вам становится понятным, почему КПП с двойным сцеплением отождествляют с автоматизированной механической.

В принципе, КПП с двойным сцеплением ведет себя как стандартная механическая: у нее есть входной и промежуточный валы для размещения шестерен, синхронизаторы и сцепление.

Единственное, чего у нее нет, так это педали сцепления, поскольку функцию педали выполняют компьютеры, соленоиды и гидравлика.

Ощущение езды — одно из многих преимуществ КПП с двойным сцеплением. Передачи вверх занимают около 8 мс, что обеспечивает самое динамичное ускорение.

Она способствует плавному разгону, без толчков, которые сопровождают переключение передач с помощью ручных и даже некоторых автоматических коробок.

Такая КПП дает водителям возможность выбора: контролировать ли переключение передач самому или позволить компьютеру выполнить всю работу.

Возможно, наиболее убедительным преимуществом КПП с двойным сцеплением является экономия топлива. Непрерывный поток мощности от двигателя к трансмиссии существенно повышает эффективность использования топлива.

Некоторые эксперты считают, что шестиступенчатая КПП с двойным сцеплением может увеличить топливную эффективность до 10% ( по сравнению с обычной пятиступенчатой автоматической).

Многие производители автомобилей заинтересованы в такой коробке, но некоторые опасаются дополнительных расходов, связанных с изменением производственных линий по установке нового типа КПП.

Это может привести к повышению цены на автомобиль, что в свою очередь скажется на продажах. Кроме того, производители вкладывают огромные средства в альтернативные решения. Одним таким решением является бесступенчатая КПП (CVT).

Коробка CVT является одним из видов автоматической КПП, который использует подвижную систему шкивов и ремень или цепь для реализации бесконечного множества передаточных соотношений на широком диапазоне оборотов.

Бесступенчатые КПП тоже уменьшают толчки при переключении передачи и значительно повышают топливную экономичность.

В Европе механической коробке отдается предпочтение из-за экономичности. Некоторые предполагают, что автомобили с КПП с двойным сцеплением «захватят» 25 процентов рынка. К 2012 году лишь один процент автомобилей, произведенных в Западной Европе, будет оснащен бесступенчатой КПП.

Сейчас мы вспомним историю КПП с двойным сцеплением.

КПП с двойным сцеплением: Прошлое, Настоящее и Будущее

Эту коробку изобрел пионер автомобилестроения Adolphe Kégresse, больше известный изобретением полугусеничных машин, оснащенных резиновыми гусеницами, которые помогают ездить по различным формам рельефа.

В 1939 году Kegresse сформулировал идею КПП с двойным сцеплением, которую он надеялся воплотить в легендарном Citroen Traction.

К сожалению, неблагоприятные условия бизнеса не позволили претворить идею в жизнь.

Audi и Porsche взяли эту концепцию на вооружение, хотя ее применение было ограничено гоночными автомобилями. Гоночные автомобили 956 и 962C снабжались Porsche Dual Klutch или PDK.

В 1986 году Porsche 962 выиграл гонку Monza 1000 километров World Sports Prototype Championship race, это была первая победа автомобиля оснащенного PDK, полуавтоматической переключаемой лепестками на руле трансмиссии).

Компания Audi также вошла в историю в 1985 году, когда Quattro Sport S1 с КПП с двойным сцеплением выиграл Pikes Peak Hill climb, гонке с подъемом на высоту 4300 метра.

Volkswagen стал пионером в применении КПП с двойным сцеплением, применив технологию компании BorgWarner DualTronic.

Такие европейские автомобили как Volkswagen Beetle, Golf, Touran и Jetta, а также Audi TT и A3, Skoda Octavia и Seat Altea, Toledo и Leon оснащены такой коробкой.

Ford является вторым крупнейшим производителем, применившим технологию КПП с двойным сцеплением, разработанную европейским Ford и совместного предприятия Getrag-Ford.

Они продемонстрировали Powershift System, шестиступенчатую коробку с двойным сцеплением в 2005 году на Франкфуртском Международном шоу. Серийный автомобиль, использующий первое поколение Powershift был выпущен около двух лет назад.

Источник: Авто Релиз.ру.

При копирвании информации гиперссылка на сайт AutoRelease.ru обязательна.

Источник: http://autorelease.ru/articles/109-automobile/1249-princzczip-raboty-kpp-s-dvojnym-sczepleniem-dsg.html

Двойное сцепление — что это такое? принцип работы и устройство

Двойное сцепление или преселективная коробка передач — это более продвинутая версия трансмиссии по сравнению с механическими и автоматическими коробками передач.

Главное ее преимущество заключается в том, что передача момента движения от двигателя к колесам происходит без потери мощности.

Чтобы понять, что это обозначает, нужно вспомнить принцип работы обыкновенной механической коробки передач, о чем мы уже писали на страницах нашего сайта для автолюбителей Vodi.su. Новичка за рулем можно вычислить по тому, как его автомобиль дергается и клюет носом в момент перехода с более низкой передачи на более высокую.

Это происходит потому, что человек не научился плавно переключать передачи — выжимая сцепление, мы отсоединяем коробку передач от двигателя, ставим рычаг в нужное положение и отпускаем сцепление. Колеса в это время катятся по инерции, пусть это и занимает какие-то доли секунды. Получается как бы провал в мощности, машина дергается, пассажиры испытывают дискомфорт.

С двойным сцеплением такой проблемы не может быть вообще.

Принцип работы двойного сцепления

Чтобы хорошо знать любую машину, нужно понимать принцип работы любого из узлов, а особенно это относится к коробке передач и двигателю. Например водители гоночных машин хорошо понимают, что из-за устройства механической КПП очень быстро набрать большую скорость довольно сложно — нужно уметь быстро переключаться с передачи на передачу.

Именно для спортивных машин и создавалось двойное сцепление.

Сама идея появилась еще в 1939 году, но реализовать ее удалось лишь в 80-х на примере автоконцернов Porsche, Volkswagen, Ford и Citroen, поскольку тут нужно было задействовать большое количество автоматики, которой в довоенные времена еще не было.

Если представить принцип работы схематически, то всё становится вполне понятно:

• момент движения передается через двойной первичный вал — то есть внутри внешнего вала находится внутренний вал
• этот двойной первичный вал соединен с двумя вторичными валами;
• есть два сцепления — внешнее и внутреннее, каждое из которых отвечает за свой вал;
• внешний вал отвечает за четные передачи, внутренний — за нечетные;
• электроника контролирует параметры работы двигателя и переключает передачи плавно, то есть пока автомобиль едет, например, на третьей передаче, вторая или четвертая являются уже включенными, но сам вал, на котором находятся шестерни этих передач, отсоединен от двигателя;
• в момент переключения передач оба сцепления отсоединяются от двигателя;
• в зависимости от действий водителя — увеличение или снижение скорости — переключается нужная передача, причем переход с передачи на передачу занимает приблизительно 8-10 миллисекунд.

То есть фактически мы имеем дело с двумя коробками перемены передач, объединенными под одним корпусом.

Устройство коробки передач с двойным сцеплением

Если принцип работы представить и описать сравнительно просто, то устройство — довольно сложно. Наиболее совершенной на сегодняшний момент является фольксвагеновская коробка DSG — Direkt Schalt Getriebe.

Ее основными элементами являются:

• двухмассовый маховик;
• двойное сцепление;
• связанный со сцеплением двойной первичный вал;
• ряды шестерен, отвечающих за четные и нечетные передачи
• синхронизаторы;
• главная пара — главная передача (для переднеприводных автомобилей);
• дифференциал;
• автоматика.

Двойное сцепление может быть как сухим так и мокрым. Мокрое сцепление в случае с DSG применяется в коробках с четным количеством передач (обычно 6), сухое — с непарным (7). Как первый, так и второй тип нуждается в большом количестве качественного масла для коробки передач. Сухое сцепление изнашивается быстрее.

Большое значение имеет электронный блок управления — Mechatronic. В него поступает информация от датчиков и анализируется, на основании этой информации происходит подача масла, переключение передач и т.д.

Плюсы и минусы коробки с двойным сцеплением

Самый основной плюс — простота управления. В принципе, достаточно перевести рычаг-селектора в позицию D и можно не о чем не переживать — автоматика обо всем позаботится сама.

Однако, в отличие от автомата с гидромуфтой, в DSG все же есть трущиеся поверхности дисков сцепления, которые могут очень легко перегреться. От перегрева страдают не только диски и шестерни, но и автоматика. Поэтому внимательно читайте инструкцию — в пробках нельзя удерживать автомобиль длительное время с помощью педали тормоза — переходите на режим Neutral, или в режим ручного управления.

Также на ручной режим управления желательно переходить в сложных условиях — на бездорожье или на заснеженной трассе.

Если вы любитель быстрой и агрессивной езды, то переходите на режим S — Спорт.

Хотя необходимо отметить, что коробки типа DSG — не самый лучший выбор для любителей рейсинга, поскольку автоматика не всегда поспевает за вашими решениями.

Если вы ездите плавно и размерено, то информация считывается без проблем, если же, наоборот, вам приходится резко разгоняться и тормозить, то могут быть достаточно длительные провалы в мощности — до 800 миллисекунд.

Ну и ремонт DSG — дело не дешевое, не все механики могут взяться за этот труд.

Видео о том как устроена и работает коробка передач с двойным сцеплением.

(3

Источник: http://vodi.su/dvoynoe-stseplenie/

Двойное сцепление. Устройство и принцип работы . . . . — DRIVE2

Еще не так давно автомобиль, имеющий двойное сцепление, воспринимался как нечто необычное, но сегодня редко кого удивишь этим. Несмотря на это, сегодня не каждый специалист может объяснить принцип работы двойного сцепления. На самом же деле тут все очень просто.

Достоинства и недостатки двойного сцепления

Главным достоинством такого сцепления является превосходная плавность хода автомобиля, а также отсутствие подергиваний и резких рывков.

Также к достоинствам следует отнести экономию топлива почти на 10%, что является весомым аргументом в пользу двойного сцепления. Отличная динамика при линейном ускорении без потери мощности.

КПП с двойным сцеплением идеальное решение для автомобилей мощностью 200-500 лошадиных сил.

Если говорить о недостатках, то тут следует выделить огромное количество сложных элементов в системе подачи крутящего момента на ходовую часть автомобиля, а это в свою очередь влечет за собой высокие цены на ремонт и техническое обслуживания такой коробки переключения передач. Еще одним из существенных недостатков следует считать тот факт, что на сегодняшний день не так много автосервисов, которые могут на профессиональном уровне справиться с ремонтом КПП с двойным сцеплением.

Но, все же достоинств данная система имеет гораздо больше, чем недостатков, поэтому выбор за вами.

Немного из истории

В серийное автомобилестроение такой вид коробки передач пришел с гоночных треков. Впервые КПП с двойным сцеплением была создана конструктором А.Кегрессом в 1939 году, который планировал применить ее на Citroen Traction. Но, его задумка так и не воплотилась в жизнь.

Для гоночных автомобилей это был настоящий прорыв, так как на состязаниях победа могла решиться долями секунды.

И если раньше, при переключении передач двигатели значительно теряли мощность, то при двойном сцеплении передачи переключались без потери крутящего момента.

Устройство коробки передач с двойным сцеплением

Главной деталью КПП с двойным сцеплением является двойной вал. А если говорить простым языком, то в одном корпусе КПП находятся две обычные коробки передач, которые работают попеременно.

Управление всеми механизмами осуществляется при помощи гидравлики и автоматики. Стоит отметить, что в такой коробке передач отсутствует гидротрансформатор, а сама система является лучшей системой сухого двойного сцепления.

В момент начала движения на автомобиле на первой передаче, система уже автоматически готовит вторую передачу. В процессе переключения передач происходит размыкание первого сцепления, и замыкание второго. Затем, при разгоне автомобиля автоматика готовит третью скорость и так далее. Система автоматики настолько совершена, что при определении каждой последующей передачи учитывает:

• Скорость вращения вала трансмиссии;Положение педали акселератора;Скорость вращения колес;Текущее положение рычага КПП.
• Непосредственно в процессе переключения передачи, оба сцепления становятся замкнутыми на сотые доли секунды, несмотря на это, двигатель продолжает быть соединенным с ведущими колесами, а потеря крутящего момента практически не ощущается.
• На сегодняшний день КПП с двойным сцеплением широко используют ведущие мировые авто концерны:
• Volkswagen;BMW;Ford;Mercedes-Benz;Audi;Mitsubishi;
• Porsche.

Источник: https://www.drive2.ru/b/1042352/

Кпп с двойным сцеплением — что это? плюсы и минусы двойного сцепления

Здравствуйте, рад приветствовать вас на сайте Вопрос Авто! Сегодняшняя статья будет продолжением цикла статей о трансмиссии. В ней я расскажу, что такое КПП с двойным сцеплением, как это работает, а также о плюсах и минусах двойного сцепления. Поехали!

Еще совсем недавно автоматическая коробка переключения передач (АКПП) воспринималась как ноу-хау, у которого нет будущего, как очередное бесполезное изобретение «для ленивых».

И если на западе опасения сменило доверие и признание, то у нас этот процесс затянулся, и даже сегодня в Интернете можно встретить «старовера», который расскажет множество «страшилок» об «автомате», которое повергнет в ужас даже самых невозмутимых автомобилистов.

К счастью есть и те, кто не стал слушать глупые «басни», рискнул и на собственном опыте испытал все прелести автоматической коробки передач.

Время шло, прогресс диктовал новые технические требования, и то, что еще недавно казалось совершенным, сегодня не выдерживает никакой критики.

Так случилось и с АКПП, со временем классическая автоматика стала конкурировать с более совершенными трансмиссиями, среди которых вариатор, а также автомат с двойным сцеплением.

Кстати, кому интересно о том, что лучше вариатор или «автомат» — читаем эту статью.

Двойное сцепление после своего появления, как и автоматическая трансмиссия, подвергалась критике скептиков, а некоторые просто не знали о том, что это и «с чем его едят», возможно поэтому и боялись покупать авто с такой коробкой.

Сегодня это изобретение имеет миллионы поклонников и может похвастаться прекрасными характеристиками, хотя, как и всегда есть те, кто до сих пор не понимает, что такое КПП с двойным сцеплением и в чем ее отличие от обычного «автомата».

Главным отличием автоматической трансмиссии с двойным сцеплением от обычного автомата является плавность хода, которую может обеспечить разве, что вариатор.

История появления двойного сцепления

Коробка с двойным сцеплением, как и много других изобретений, пришла из спорта, точнее с гоночных треков. Первая попытка создать КПП с двойным сцеплением принадлежит французу Адольфу Кегрессу.

Еще в далеком 1939 году всемирно известный конструктор пытался применить свою разработку на легендарном Citroen Traction. Но, к сожалению, ноу-хау так и осталось «бумажным проектом», так и не дойдя до конвейера.

даже доли секунд, которые теряются при сбрасывании скорости во время переключения передач, могут решить исход заезда. Проще говоря, турбомоторы переключались на повышенные передачи, не меняя давление в турбине без потерь крутящего момента.

Устройство КПП с двойным сцеплением

В основе этой коробки лежит двойной вал, которого в «механике» нет. В обычной МКПП все шестерни крепятся на одном валу, в то время как в коробке с двойным сцеплением первое сцепление передает крутящий момент на внешний вал, а второе – на внутренний.

В итоге, первый отвечает за четные, а второй за нечетные передачи. Другими словами выходит, что в одном корпусе находится словно две коробки передач, при этом они работают попеременно. Функция управления трансмиссией возложена на автоматику и гидравлику.

В обычном «автомате» гидротрансформатора нет.

Актуально: Что лучше автомат или механика? Выбираем оптимальный вариант!

Наиболее успешной среди коробок с двойным сцеплением является DSG (Direct Shift Gearbox — КПП с синхронизированным переключением), построена по «сухому» принципу (детали не погружены смазочно-охлаждающей жидкости). Есть правда и «мокрые» КПП с двойным сцеплением, они являются противоположностью более успешным «сухим собратьям» DSG.

Как работает система двойного сцепления?

Принцип работы двойного сцепления построен на «предугадывании» или предварительной подготовке следующей передачи, то есть когда вы тронулись на первой, коробка уже начала готовить «вторую» передачу.

Переключение происходит мгновенно, когда происходит переключение передачи, первое сцепление размыкается, а второе сцепление при этом смыкается. Автоматика следит за педалью «газа» и предполагает, что происходит разгон, соответственно готовит следующую передачу.

Вообще автоматика следит не только за педалью «газа», кроме акселератора учитывается: скорость вращения трансмиссионных валов; скорость вращения колес, а также положение рычага коробки передач.

В итоге переключение происходит молниеносно, за счет того, что сцепления остаются замкнутыми лишь на считанные доли секунд, а мотор продолжает оставаться соединенным с ведущими колесами, не теряя при этом крутящий момент.

КПП с двойным сцеплением часто называют «полуавтоматом», поскольку по своей сути это механика, лишенная одной педали — педали сцепления. Переключать передачи может как автоматика, так и водитель, используя селектор (рычаг переключения передач), или при помощи специальных подрулевых лепестков.

Плюсы коробки с двойным сцеплением:

• Плавное переключение скоростей без каких-либо рывков;
• Экономичность. По сравнению с обычной автоматической «пятиступкой», трансмиссия с двумя сцеплениями кушает на 10% меньше топлива;
• Прекрасная динамика, благодаря мгновенному переключению без потери мощности и крутящего момента;
• Возможность самостоятельного переключения скоростей без участия автоматики;
• КПП с двойным сцеплением идеально сочетается с мощными 200-сильными двигателями и более.

Минусы коробки с двойным сцеплением

• Главным недостатком двойного сцепления считается сложность конструкции и всех элементов, которые входят в состав коробки, в результате чего стоимость обслуживания и ремонтных работ КПП такого типа довольно высокая;
• Ввиду сложности конструкции и относительно недавнему появлению, существуют определенные сложности с поиском качественного сервисного, а также ремонтного обслуживания;
• В случае динамичной езды на «сухой» DSG могут наблюдаться рывки, посторонние шумы и провалы.

Лидером на рынке коробок с двойным сцеплением считается концерн Volkswagen. Их агрегаты еще 13 лет назад доказали свою надежность и безотказность. Еще в 2003 году автомобили Volkswagen комплектовались «шестиступками» DSG с двойным сцеплением. Спустя несколько лет появились еще более совершенные 8-ступенчатые КПП DSG с двойным сцеплением.

Коробка передач с двойным сцеплением — своего рода компромисс, объединяющий в себе плюсы МКПП (скорость переключения, экономичность) и АКПП (комфорт, плавное автоматическое переключение). Многие ведущие автопроизводители видят в DSG с двойным сцеплением будущее, делая эту коробку приоритетной, перед тем же вариатором и АКПП.

Покупая авто с коробкой, оснащенной двумя сцеплениями, необходимо учитывать тот факт, что эти КПП рассчитаны на 200-300 тыс. км.

Что касается новых авто (до 5 лет) оснащенных коробкой с двойным сцеплением, их можно смело покупать и не бояться того, что DSG не оправдает себя.

Видео как работает коробка с двойным сцепелением на примере BMW

Источник: http://vopros-avto.ru/kpp-s-dvoynyim-stsepleniem-chto-eto-plyusyi-i-minusyi-dvoynogo-stsepleniya/

Коробка передач с двойным сцеплением: устройство, принцип работы, особенности

Появление трансмиссии, которая сочетает в себе удобство автоматической коробки передач и топливную экономичность, свойственную механической коробке, стало настоящим достижением в автомобилестроении. Речь идет о КПП с двойным сцеплением.

Обеспечение такого же плавного переключения передач, как у автоматической трансмиссии при лучшей топливной экономичности позволило коробке передач с двойным сцеплением захватить значительную долю рынка. Чтобы понять, почему два сцепления обеспечивают такую же плавность переключения, как и автоматическая коробка передач, далее рассмотрим принцип работы устройства.

Устройство КПП с двойным сцеплением

Итак, КПП с двойным сцеплением — это фактически две независимые роботизированные механические коробки передач в одном корпусе, управляемые компьютером (ЭБУ). Одна коробка имеет четные скорости, тогда как другая нечетные.

Пока автомобиль движется на одной из передач, следующая уже выбрана и ожидает включения.

В момент переключения сцепление, которое было задействовано,  размыкается, в то же время быстро подключается второе. Результат- момент переключения и смены передачи занимает доли секунды.

Основные элементы устройства двух сцеплений:

• мехатроник— электромеханическое устройство для управления работой дисков сцепления;
• кассета дисков сцеплений;
• корпус (с масляной ванной либо сухой).

Типы двойного сцепления

Прежде всего, первой появилась коробка, где имеется так называемое «мокрое» сцепление (два пакета фрикционных дисков в масле, размещенные в корпусе).

Концентрическое расположение пакетов фрикционных дисков применяется в трансмиссии автомобилей, оборудованных передним приводом. Параллельное расположение пакетов фрикционных дисков чаще всего применяется в трансмиссии автомобилей, оборудованных  задним приводом.

Основные составляющие «мокрого» сцепления:

• входная ступица;
• главная ступица, ступица первой и второй муфты;
• ведущий диск;
• пакет дисков первой и второй муфты;
• диафрагменная пружина и витковая пружина;
• поршень;
• гидроцилиндр первой и второй муфты;
• первичный вал первого и второго ряда.

Следующим этапом стало «сухое» сцепление (два сухих диска сцепления, расположенные на первичных валах коробки). Особенность такого типа двойного сцепления – независимая  друг от друга работа  каждого из сцеплений.

Основные составляющие «сухого» сцепления:

• два первичных вала;
• два выжимных подшипника;
• две диафрагменные пружины;
• два нажимных диска;
• ведущий диск;
• два диска сухого сцепления;
• двухмассовый маховик.

Достоинства «мокрого» и «сухого» сцеплений следующие:

• «мокрое» сцепление применяется для передачи большего крутящего момента, так как имеет лучшее охлаждение;
• в «сухом» сцеплении на привод масляного насоса отсутствуют потери мощности ДВС. 

Область применения двойного сцепления сегодня обширна. Благодаря разработкам компаний Porsche и Audi (спортивные автомобили) двойное сцепление в конструкции КПП начали применять с 1980 года. На сегодня производителей двойного сцепления не много, это обусловлено высокой технологической сложностью конструкции.

Вот некоторых из них: BorgWarner («мокрое» сцепление для Volkswagen);  Ricardo (коробка передач для Bugatti Veyron); Luk («сухое» сцепление для Volkswagen), ZF (коробка передач для Porsche) и др.

По своей надежности и безотказности среди аналогов признанным лидером на рынке КПП с двойным сцеплением является концерн Volkswagen. Некоторые компании в конструкции своих КПП используют компоненты разных производителей, например MDCT от BMW- КПП от Getrag с двойным сцеплением от BorgWarner.

Примеры коробок с двойным сцеплением:

Коробка передач с двойным сцеплением: плюсы и минусы

Коробка с двойным сцеплением имеет ряд преимуществ и недостатков. Рассмотрим некоторые из них. Если говорить о преимуществах, тогда можно выделить:

• экономичность;
• плавность переключения скоростей;
• хорошую динамику;
• возможность устанавливать «мокрое» двойное сцепление на автомобили с мощными двигателями.

Недостатки КПП с двойным сцеплением:

• высокая технологическая сложность конструкции;
• дорогостоящий ремонт и обслуживание;
• при динамичной езде на «сухом» сцеплении могут проявляться посторонние шумы и рывки.
• сниженный ресурс по сравнению с другими видами АКПП; 

Что в итоге

Технология с двумя сцеплениями технически продвинутая и современная. Коробка передач с двойным сцеплением позволяет эффективно передать максимум крутящего момента от ДВС. Передачи переключаются быстро, практически нет разрыва потока мощности.

Рекомендуем также прочитать статью о том, чем плоха коробка DSG. Из этой статьи вы узнаете об основных минусах и недостатках ДСГ, а также в каких случаях данная КПП показана к приобретению или же от покупки машины с DSG лучше отказаться.
Однако с учетом сложности такой КПП, дороговизны и недолговечности отдельных узлов данная трансмиссия может считаться оптимальным решением только на новых автомобилях, которые еще находятся на гарантии.

В том случае, если пробег превышает отметку в 100-150 тыс. км., следует быть готовым к серьезным затратам, которые потребуются в рамках комплексного обслуживания и даже вероятного ремонта КПП данного типа.

Источник: http://KrutiMotor.ru/korobka-peredach-s-dvojnym-stsepleniem-kak-rabotaet-dvojnoe-stseplenie/

Коробки передач с двумя сцеплениями: На подхвате

Устройство роботизированной коробки с двумя сцеплениями:

• 1 — первичный вал четных передач;
• 2 — первичный вал нечeтных передач и заднего хода;
• 3 — масляный насос;
• 4 — двойное сцепление;
• 5 — гидравлический механизм переключения;
• 6 — датчик включенной передачи;
• 7 — масляный фильтр;
• 8 — электрогидравлический блок.

Основные преимущества и недостатки автоматов известны: удобны в повседневной эксплуатации, передачи переключаются без разрыва потока мощности. Но платить за это приходится более высоким расходом топлива и худшей динамикой.

С механикой все наоборот: она дешевле, экономичнее, но совершать бесчисленные движения руками и ногами нравится далеко не всем. Выход был найден в роботизированной трансмиссии с двумя сцеплениями.

Такой агрегат сам переключает передачи и при этом не уступает ручным коробкам в экономичности.

В данном агрегате два ряда передач, каждый соединен с маховиком двигателя через собственное сцепление. Один ряд — это нечетные передачи и задний ход, второй — четные. При разгоне они переключаются последовательно.

Автомобиль трогается на первой передаче, а коробка уже держит наготове включенную вторую, только момент через нее не передается — сцепление выключено. Как только понадобится перейти на повышающую передачу, диски первого сцепления разомкнутся, а другого — наоборот, сойдутся. При включенной второй передаче в другом ряду уже наготове третья.

Процесс идет быстро, без рывков и разрыва потока мощности. Да и КПД трансмиссии такой же, как у обычной ручной коробки, — отсюда и высокая экономичность.

Алгоритм переключения на понижающие передачи зависит от степени нажатия на акселератор, интенсивности замедления, скорости автомобиля. Например, с шестой коробка может перепрыгнуть сразу на вторую, лишь на долю секунды задержавшись на пятой скорости параллельного ряда.

Схема распределения крутящего момента в коробке с двойным сцеплением.

Включены первая (сплошная линия) и вторая (прерывистая) передачи, но замкнуто лишь одно сцепление и момент передают только шестерни первой ступени. Вторая ждет, когда электроника переключит сцепление:

1. 1 — сцепление № 1;
2. 2 — сцепление № 2;
3. 3 — первичный вал четных передач;
4. 4 — первичный вал нечетных передач;
5. 5 — привод на колеса;
6. 6 — дифференциал.

Сцепления в таких трансмиссиях применяют двух видов: «мокрые» и «сухие». Первые — это муфта с пакетом дисков в масле. Электроника дает команду исполнительным устройствам, гидроцилиндр сжимает диски, муфта замыкается. Для размыкания давление в приводе понижается — и диафрагменная пружина возвращает поршень гидроцилиндра в исходное положение.

«Сухое» сцепление напоминает аналогичное на автомобилях с обычной механической коробкой, только вместо одного узла здесь два. Установлены они последовательно, у каждого свои привод, корзина, ведомый диск.

Между сцеплениями — ведущий диск, связанный с маховиком двигателя.

Автоматика по очереди дергает то за один рычаг, то за другой, включая сцепления первого или второго валов, — корзина прижимает ведомый диск к ведущему и крутящий момент от двигателя перетекает в коробку.

Принцип работы «сухого» сцепления:

• а — включено первое сцепление, крутящий момент передается на вал нечетных передач
• (подписи на рисунке: 1 — первичный вал нечетных передач; 2 — нажимной диск; 3 — ведомый диск; 4 — ведущий диск; 5 — выжимной подшипник; 6 — маховик);
• б — включено второе сцепление, крутящий момент передается на вал четных передач
• (подписи на рисунке: 1 — первичный вал четных передач; 2 — нажимной диск; 3 — ведомый диск; 4 — ведущий диск).

Как у любой роботизированной коробки, у агрегата с двумя сцеплениями много общего с традиционной механикой. Разве что первичных и вторичных валов тут вдвое больше.

Включаются передачи одинаково — соединением скользящей муфты синхронизатора с зубчатым венцом шестерни. Только ступени за водителя переключают гидроцилиндры, двигающие штоки вилок передач.

Каждая вилка снабжена датчиком для определения ее точного положения.

Электрогидравлический блок, упрятанный в картере, объединяет большую часть управляющих элементов.

Более того, при эксплуатации характеристики узлов меняются (например изнашиваются диски, стареет масло), а блок постоянно подстраивается к условиям работы, чтобы переключения оставались плавными и своевременными.

Система смазки у коробок с двойным сцеплением не только снижает износ трущихся поверхностей, но и отводит тепло от многодисковых муфт (речь, естественно, о коробках с «мокрыми» сцеплениями). Для их охлаждения предусмотрен отдельный контур с радиатором.

Регулятор давления с оглядкой на температуру смазки корректирует производительность системы. Чем горячее масло на выходе из муфт, тем выше давление в контуре и интенсивнее охлаждение. В критической ситуации блок управления двигателем даже уменьшает подачу топлива, чтобы снизить нагрузку на коробку.

Если это не помогает, то прекращается подача масла к муфтам и диски размыкаются — коробка требует оставить ее в покое на некоторое время. Ситуации, когда робот совсем выходит из строя, довольно редки.

Даже при поломке одного из датчиков агрегат просто переходит в аварийный режим (отключается соответствующий ряд передач, машина движется на оставшихся двух или трех скоростях), чтобы автомобиль мог своим ходом добраться до сервиса.

Роботизированные коробки с двойным сцеплением первыми примерили автомобили концерна «Фольксваген». С каждым годом таких агрегатов и моделей, на которые их устанавливают, становится все больше (см. таблицу). Ничего удивительного, ведь они практически лишены недостатков других трансмиссий.

Устройство роботизированной коробки с двумя сцеплениями: 1 — первичный вал четных передач; 2 — первичный вал нечeтных передач и заднего хода; 3 — масляный насос; 4 — двойное сцепление; 5 — гидравлический механизм переключения; 6 — датчик включенной передачи; 7 — масляный фильтр; 8 — электрогидравлический блок.

Источник: https://www.zr.ru/content/articles/320753-korobki_peredach_s_dvuma_sceplenijami_na_podkhvate/

Принцип работы коробки передач с двойным сцеплением или DSG

Главная → Статьи → Принцип работы коробки передач с двойным сцеплением или DSG

Многие из нас знают о том, что существует два основных типа коробок передач: механическая, когда водитель переключает передачу выжимая педаль сцепления и используя рычаг переключения передач, и автоматическая, которая выполняет эту работу за водителя посредством сцеплений, гидротрансформатора и наборов планетарных шестерен. Но существует также и альтернативный вариант, нечто среднее между двумя вышеприведенными и объединяющий их лучшие возможности – это коробка передач с двойным сцеплением, также известная как полуавтоматическая трансмиссия, автоматизированная трансмиссия, работающая без сцепления, или «безмуфтовая» механическая трансмиссия.  

В мире гоночных автомобилей полуавтоматические трансмиссии, такие как секвентальная коробка передач (SMG), – привычное явление, но вот на рынок серийных автомобилей они вышли сравнительно недавно – в виде особой конструкции, известной как коробка передач прямого переключения или КП с двойным сцеплением. 

В данной статье мы проанализируем принцип работы трансмиссии с двойным сцеплением, сравним ее с другими типами трансмиссий и поведаем, почему некоторые специалисты предрекают ей большое будущее.  

С руками или без рук? 

Коробка передач с двойным сцеплением действует как две механические коробки. Чтобы понять, что это означает, давайте вспомним, как работает традиционная механическая коробка передач.

Когда водитель хочет переключить передачу в автомобиле с ручной КПП, он должен сначала выжать педаль сцепления, что приводит в движение диск сцепления, который отсоединяет двигатель от КПП и прерывает поток мощности на трансмиссию.

Затем водитель использует рычаг для переключения передачи, при этом зубчатая муфта перемещается от одной шестерни к другой – другого размера.

Таким образом, в традиционной механической трансмиссии отсутствует непрерывный поток мощности от двигателя к колесам. Вместо этого подача мощности во время переключения передач сначала прерывается, а затем восстанавливается, что сопровождается ощутимым рывком. Особенно неприятно, если за рулем неопытный водитель, и пассажиров бросает взад-вперед при переключении передач.

В коробке передач с двойным сцеплением, в отличие от механики, присутствуют два сцепления, но педали сцепления нет. Сложная электроника и гидравлическая система управляют сцеплениями, как и в обычной автоматической коробке.

Но в трансмиссии с двойным сцеплением сцепления работают независимо друг от друга. Одно сцепление контролирует нечетные передачи (первую, третью, пятую и заднюю), второе — четные (вторую, четвертую и шестую).

Благодаря такому устройству переключение передач происходит без прерывания потока мощности от двигателя к коробке передач. 

Валы коробки передач с двойным сцеплением 

Двойной вал коробки передач является важнейшей частью трансмиссии с двойным сцеплением. В отличие от стандартной механики, в которой все шестерни расположены на одном входном валу, в коробке с двойным сцеплением шестерни четных и нечетных передач распределены по двум входным валам.

Как такое возможно? Внешний вал сделан полым, чтобы в нем поместился внутренний вал. На внешнем валу закреплены шестерни второй и четвёртой передач, на внутреннем — первой, третьей и пятой.

Такое устройство обеспечивает моментальное переключение скоростей и беспрерывную подачу мощности, чего невозможно достичь с обычной механической коробкой, так как в ней одно сцепление рассчитано как на четные, так и на нечетные передачи.   

Многодисковое сцепление

Вы могли бы подумать, что, раз уж коробка передач с двойным сцеплением так похожа на автоматическую, то ей требуется гидротрансформатор для передачи крутящего момента от двигателя к коробке передач, как это происходит в автоматике. Однако КПП с двойным сцеплением в гидротрансформаторе не нуждается – вместо этого в них используется мокрое многодисковое сцепление.

«Мокрым» называют такое сцепление, компоненты которого работают в масляной ванне, чтобы уменьшить трение и сократить теплообразование. Некоторые изготовители разрабатывают КПП с двойным сцеплением сухого типа, как в механике, но на сегодняшний день все трансмиссии с двойным сцеплением на серийных автомобилях имеют сцепление мокрого типа.

Многие мотоциклы оснащены одним многодисковым сцеплением. 

Как и в гидротрансформаторе, в мокром многодисковом сцеплении шестерни приводятся в движение гидравлическим давлением. При включении сцепления винтовые пружины разжимаются под действием гидравлического давления в поршне муфты, в результате чего диски сцепления и фрикционные диски прижимаются к фиксированному нажимному диску.

Фрикционные диски имеют внутренние зубья, форма и размер которых позволяет им входить в зацепление со шлицами барабана сцепления. Барабан, в свою очередь, соединен с набором шестерён, который передает крутящий момент.

При выключении сцепления давление жидкости в поршне снижается, что позволяет пружинам поршня разжаться и ослабить давление на диски сцепления и нажимной диск. 

Плюсы и минусы коробок передач с двойным сцеплением (DSG)

Надеюсь, вы начинаете понимать, почему КПП с двойным сцеплением относят к автоматизированным механическим трансмиссиям. В принципе, она и ведет себя, как традиционная механика. У нее есть ведущий и промежуточный валы с шестернями, а также синхронизаторы и сцепление.

Вот чего в ней нет – так это педали сцепления, так как ее роль выполняют компьютеры, соленоиды и гидравлическая система. Даже без педали сцепления водитель может «отдавать приказы» компьютеру посредством подрулевых переключателей скоростей, кнопок и рычага переключения передач.

 

Итак, трансмиссия с двойным сцеплением принимает на себя часть водительских функций, но это лишь одно из многих ее преимуществ. Включение повышающей передачи занимает всего 8 миллисекунд, и это дает многим основание полагать, что именно эта трансмиссия из всех, что имеются на рынке, обеспечивает самое динамическое ускорение.

Ускорение стало плавным благодаря устранению рывка, которым неизменно сопровождается переключение передач в механической и даже в некоторых автоматических коробках. И, что самое приятное, она позволяет водителю роскошь выбирать, самому ли контролировать переключение передач, или предоставить делать всю работу компьютеру.

 

Пожалуй, самым главным преимуществом КПП с двойным сцеплением стала экономия топлива. Благодаря отсутствию прерываний потока мощности топливная экономичность двигателя значительно возрастает. По словам некоторых экспертов, шестискоростная КПП с двойным сцеплением  увеличивает эффективность использования топлива на 10 % по сравнению с традиционной пятискоростной автоматикой. 

Многие автопроизводители заинтересованы в использовании технологии производства КПП с двойным сцеплением, однако, некоторые смотрят на это настороженно ввиду необходимости дополнительных затрат, связанных с модификацией производственных линий под новый тип трансмиссии. Это может поначалу привести к росту стоимости автомобилей, оснащенных КПП с двойным сцеплением, что отпугнет чувствительных к цене покупателей. 

Кроме того, производители вкладывают большие средства в технологии производства альтернативных типов трансмиссий. Одной из самых примечательных является бесступенчатая коробка передач, или вариатор (CVT).

Но с высоким крутящим моментом спортивных автомобилей такая коробка не справится. 

Трансмиссия с двойным сцеплением таких ограничений не имеет и потому является идеальным вариантом для автомобилей с высокими динамическими и скоростными качествами.

Европейцы, которые отдают предпочтение механическим коробкам благодаря их эксплуатационным качествам и топливной экономичности, предрекают, что к 2012 году трансмиссии с двойным сцеплением захватят 25 % рынка, и только 1 % автомобилей, произведенных в Западной Европе, будут оснащаться бесступенчатой коробкой передач. 

Далее мы вспомним историю развития трансмиссии с двойным сцеплением и посмотрим, что сулит ей будущее.

Трансмиссия с двойным сцеплением: прошлое, настоящее, будущее

Человек, который изобрел КПП с двойным сцеплением, – пионер автостроения.

Адольф Кегресс больше всего известен тем, что разработал полугусеничный автомобиль, оборудованный бесконечной резиновой лентой, который мог передвигаться по бездорожью по различным типам местности.

В 1939 году у Кегресса зародилась идея о создании коробки передач с двойным сцеплением, которую он надеялся использовать на легендарном Citroën «Traction». К сожалению, дальнейшей разработке воспрепятствовали неблагоприятные условия для бизнеса. 

Концепцию двух сцеплений подхватили компании Audi и Porsche, хотя ее применение поначалу было ограничено гоночными автомобилями. Гоночные автомобили 956 и 962C были оборудованы трансмиссиями Porsche Dual Klutch, или PDK.

Audi также вошла в историю в 1985 году, когда раллийный автомобиль Sport quattro S1, оборудованный КПП с двойным сцеплением, выиграл соревнования по скоростному подъёму на гору Пайкс-Пик высотой 4300 метров. 

Промышленное внедрение трансмиссии с двойным сцеплением до недавнего времени было невозможно.

Продвижению ее на рынок положила начало корпорация Volkswagen, которая получила лицензию на использование технологии DualTronic компании BorgWarner.

Такие европейские автомобили, как Volkswagen Beetle, Golf, Touran, и Jetta, Audi TT и A3, Skoda Octavia, Seat Altea, Toledo и Leon оснащены КПП с двойным сцеплением (DSG).  

Компания Ford стала вторым крупным автопроизводителем, который принял решение использовать трансмиссии с двойным сцеплением, изготовленные Ford of Europe (дочерней компанией Ford) и совместным предприятием по производству трансмиссий GETRAG-Ford с равным долевым участием сторон (50/50).

В 2005 году на международной автомобильной выставке во Франкфурте она представила систему силового переключения передач Powershift System – шестискоростную трансмиссию с двойным сцеплением. Однако первое поколение трансмиссии Powershift появилось в серийных автомобилях лишь в 2008 году.

 

← все статьи

Источник: http://www.el-cars.ru/articles/princip-dsg