Двойное сцепление: устройство и принцип работы
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.
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.
И только в середине 80-х годов конструкторы Porsche впервые создали автомобиль, который имел возможность переключения передачи под нагрузкой. 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.
Двойное сцепление. Устройство и принцип работы коробки передач с двойным сцеплением
Как мы знаем, прогресс на месте не удержишь. Классический тандем из МКПП и АКПП, которые устанавливаются на автомобили уже достаточно долго время, был единственным доступным выбором среди автомобилей серийного производства. Фактически, вся практика использовать последние наработки в сфере оснащения автомобиля пришла к нам из гоночных автомобилей, где для улучшения свойств автомобилей инженеры днём и ночью применяли все более новые и совершенные технологии. Одним из таких продуктов долголетней работы стало изобретения качественно новой коробки передач, которая имела двойное сцепление.
Со временем, разработкой вооружились крупные производители серийного сегмента автомобилей и стали оснащать свои автомобили подобным устройством. Именно о нём мы сегодня поговорим, и разберем его плюсы и минусы.
Оглавление:
- Что такое двойное сцепление в автомобиле
- Устройство и принцип работы коробки с двойным сцеплением
- Двойное сцепление сухого и мокрого типа
- Плюсы и минусы КПП с двойным сцеплением
- Неисправности и проблемы характерны для DSG
Что такое двойное сцепление в автомобиле
Механическая коробка передач и «автомат» имеют как свои плюсы, так и свои существенные недостатки. Умелыми идеями группы изобретателей получилось совместить эти две технологии, совершенно разных по конструкции и принципам работы. Результатом такой синергии стало появление полуавтоматическая коробка, или КПП имеющий двойное сцепление.
Как это бывает с революционными открытиями, эту разработку сначала не распознали в пылу неосознанности, невозможности воплощении подобных идей в реальность и прочих факторов.
Устройство и принцип работы коробки с двойным сцеплением
По заверениям некоторых автолюбителей, можно услышать, что подобный тип трансмиссии представляет собой механическую КПП, оснащенную «сервоприводом». Это утверждение ошибочное, так не все современные роботизированные коробки (на которых сейчас чаще всего можно встретить двойное сцепление), оснащаются одинарным сцеплением. У нашего типа коробки их здесь 2, а значит и его конструкция отличается от обычной «механики».
DSG (нем. Direkt Schalt Getrieb) – это преселективная коробка передач с двойным сцеплением, которая оснащается сложным, составным из нескольких схожих по конструкции валов.
На одном из валов – расположены четные передачи, на втором нечетные. Чтобы эргономично вместить оба вала в конструкцию, один из них (внешний) представлен в виде полой «трубки», предоставляя таким образом место для размещения второго вала внутри него. Внешний (полый) ответственен за 2-ю, 4-ю и 6-ю передачи, а вот внутренний вал переключает 1-ю, 3-ю, и 5-ю соответственно.
На изображениях ниже отчетливо видно, как разные валы, которые ответственны за разные передачи, позволяют переключаться между ними почти молниеносно, а сами валы при этом работают «попеременно». Именно такой принцип действия позволяет поддерживать постоянный поток мощности, в то время, как стандартная МКПП, используя один вал, использует дополнительное время для переключение передачи.
Но, как мы упоминали ранее, такой тип сцепления часто называют полуавтоматом, и вообще роботизированным – что это означает? В современных аналогах трансмиссионных устройств, использующих двойное сцепление, за переключениями и дисками сцепления ответственны электрические каналы передачи данных и само устройство передачи.
И в отличие от стандартного АКПП, у которого эти функции исполняет гидротрансформатор, или вариатор cvt с его трапециевидным ремнем, здесь за этот функционал ответственен сервопривод.
Двойное сцепление сухого и мокрого типа
Для разделения функционального значения подобных устройств, их специально разделения их на 2 типа:
- двойное сцепление мокрого типа;
- двойное сцепление сухого типа.
Мокрый тип двойного сцепления подразумевает использования двух пакетов фрикционных дисков, которые располагаться в корпусе. Одна их часть соединена с самим сцеплением, в то время как вторая, находиться на своих ступицах на первичных валах. В норме – сцепление имеет разомкнутое состояние. Сжатие цилиндров (замыкание) получается благодаря использованию в конструкции гидроцилиндров и электрогидравлического модуля, который им управляет. Отсюда и название «мокрое» сцепление.
Двойное сцепление сухого типа, как и у аналога выше в нормальном положении — разомкнуто.
Но вот конструкция у такого типа заметно отличается от остальных. В первую очередь из-за использования двух сухих дисков сцепления, которые размещены на первичных валах КПП. Кроме того, внутри подобной коробки, имеется ведущий диск, к которому подсоединён двухмассовый маховик. От него (диска) происходит передача крутящего момента к определенному диску на первичный вал и работают они независимо друг от друга.
Плюсы и минусы КПП с двойным сцеплением
Идеальных систем не бывает. И даже разработка, которая была призвана нивелировать недостатки «механики» и «автомата», на пути своего создания не обошлась от своих минусов. Но обо всем по порядку. Для начала хотелось бы заострить внимание читателей на преимуществах КПП с двойным сцеплением, так как их тут хватает с достатком. Основными являются:
- Конструкция с двумя посменно работающими валами позволяет добиться максимальной плавности при езде.
- Переключение передач осуществляется в максимально короткий срок (до 0.
12 сек). - Удерживание крутящего момента без ощутимых потерь при переключении.
- Уменьшенный расход топлива (даже в сравнении с МКПП).
- Высокая динамичность при разгоне.
12 сек).Однако, не все так хорошо. Некоторые подобные минусы у коробки передач с двойным сцеплением назовут несущественными, для других это станет одним из главных условий для того чтобы отложить покупку автомобиля на подобном трансмиссивном устройстве. Среди наиболее значимых называют:
- Малый ресурс, если бережно относиться, то 60 — 80 тыс. километров проблем не будет.
- Конструкция некоторых КПП значительно сложнее имеющихся вариантов у АКПП и МКПП.
- Немногочисленные автомастерские смогут квалифицированно оказать ремонтные услуги подобной технологии.
- Из-за дорогостоящих материалов ремонт КПП с двойным сцеплением обойдется его владельцу в круглую сумму.
Неисправности и проблемы характерны для DSG
Несмотря на дату разработки первого зарегистрированного патента (который скоро перевалит за 90 лет), система по-прежнему несовершенна и выдает проблемы в некоторых режимах работы.
Основной причиной подобного явления называют сухой тип работы. Этот тип вызывает скорый износ деталей, и в следствии появление рывков, скрипов, лязга и скрежета. Виновата во всем некорректная работа электронного блока, который ответственен за сцепление.
Как работает коробка передач с двойным сцеплением
Для многих водителей выбор между механической и автоматической коробкой передач зависит от географического положения или личных предпочтений. Современная коробка передач с двойным сцеплением сочетает в себе лучшее из обоих миров. Как это работает?
Чтобы ответить на вопрос, нам нужен краткий урок истории. Большинство водителей знают о двух типах трансмиссии, используемых при переключении передач на дороге; ручной и автоматический.
Те, кто учился водить машину с механической коробкой передач, наверняка помнят уроки освоения педали сцепления и рычага переключения передач. В ручном режиме водитель нажимает на сцепление и манипулирует ручкой через набор передач. Если не сделать это плавно, автомобиль может трястись, что не всегда удобно для пассажиров.
Автоматическая коробка передач, обычно ассоциируемая с американскими автовладельцами, делает всю работу за водителя, используя сцепления, преобразователь крутящего момента и шестерни.
Коробка передач с двойным сцеплением (DCT) занимает промежуточное положение. Этот тип технологии, также известный как полуавтоматическая трансмиссия, был обычным явлением в кругах автогонщиков, но стал постоянно появляющейся функцией в крупносерийных серийных моделях.
Эволюция трансмиссии с двойным сцеплением
Считается, что этот тип трансмиссии был изобретен французским военным инженером Адольфом Кегрессом до Второй мировой войны, но из-за проблем с его бизнесом он так и не разработал работающую модель.
Проблема с механическими коробками передач того времени заключалась в том, что ими было трудно управлять, требовалась сила и синхронность, что вдохновило Kégresse на разработку плавной самопереключающейся трансмиссии.
Однако только в 1980-х годах DCT снова появился в мире гоночных автомобилей, где вопрос времени означал, что в соревнованиях на счету каждая секунда. Только в начале 2000-х годов он дебютировал в коммерческом автомобиле, подчеркнув, что DCT является относительно новой и быстро развивающейся технологией в автомобильной промышленности.
Как работает DCT?
В то время как преимущества автоматической коробки передач по сравнению с механической коробкой передач кажутся очевидными (снятие нагрузки с водителя), почему двойное сцепление считается все более популярной альтернативой, когда автоматические системы менее дороги и менее сложны?
Причина в том, что DCT обеспечивает более быстрое переключение передач и большую экономию топлива, повышая эффективность по сравнению с другими типами трансмиссии.
Этот веб-сайт использует Vimeo в качестве внешнего видеоплеера. Чтобы посмотреть это видео, Vimeo необходимо установить файл cookie. Пожалуйста, измените настройки файлов cookie здесь.
Коробка передач с двойным сцеплением использует два сцепления, управляемых сложной сетью электроники и гидравлики, поэтому водителю не нужно использовать педаль сцепления.
В отличие от автоматической коробки передач, в DCT муфты работают независимо. Одно сцепление управляет нечетными передачами, а другое — четными. Эта настройка позволяет автомобилю переключать передачи, не прерывая поток мощности от двигателя к трансмиссии, как это происходит в ручном режиме, например, при чередовании педалей акселератора и сцепления.
Hyundai Motor разработала собственную 7-ступенчатую коробку передач с двойным сцеплением
Hyundai Motor разработала собственную 7-ступенчатую коробку передач с двойным сцеплением (7DCT), которая используется в некоторых из ее последних моделей, включая новое поколение i30.
7-ступенчатая коробка передач DCT делает спортивное вождение доступным для повседневного водителя, позволяя переключать передачи в течение нескольких сотых долей секунды. Кроме того, дизайн, функции подключения и передовые системы безопасности, доступные в моделях автомобилей Hyundai, соответствуют стилю жизни современного автовладельца.
Система Hyundai Motor 7DCT предлагает выбор между полностью автоматическим управлением и последовательным ручным переключением передач, а это означает, что водитель, предпочитающий более практичный опыт, может выбрать более активное участие с помощью рычага переключения передач.
Особое внимание уделяется экономии топлива этой системы по сравнению с автоматической коробкой передач. Коробка передач Hyundai 7DCT обеспечивает на 20% более высокую эффективность использования топлива и более низкий уровень выбросов CO2 по сравнению с шестиступенчатой автоматической коробкой передач.
Как работают коробки передач с двойным сцеплением
Блог
3 октября 2018 г.
Мы склонны к естественному разделению управления передачами автомобилей на две основные категории: автомобили с автоматическим переключением передач и автомобили с ручным переключением передач .
Однако на самом деле это самые распространенные решения для управления передачами в мире, но не единственные.
Действительно, мы можем добавить третью категорию с именем 9.0042 DCT или коробка передач с двойным сцеплением . По сути, это решение, которое находится между автоматическим и ручным переключением передач и способно объединить преимущества обеих систем. Это делает процесс вождения, как мы увидим, гораздо более плавным.
Давайте вместе посмотрим, что представляет собой эта система с двойным сцеплением .
Когда была создана коробка передач с двойным сцеплением?
В 1939 году изобретатель и конструктор-механик Адольф Кегресс перевернул автомобильную промышленность с ног на голову, когда разработал систему с двойным сцеплением .
Движущей силой изобретения была необходимость найти альтернативу ручному переключению передач того времени, которое было чрезвычайно жестким и неудобным в эксплуатации. Требовалась огромная сила и почти идеальное время, чтобы заставить его работать.
К сожалению, из-за проблем с денежными потоками полнофункциональная модель так и не была разработана.
Действительно, самые первые применения коробки передач с двойным сцеплением не появлялись до 80-х годов, когда система триумфально вошла в мир автоспорта .
Автомобильными компаниями, первыми внедрившими эту новую концепцию двойного сцепления, были немецкие Porsche и Audi . Компания Porsche использовала новую систему в гоночных автомобилях 956 и 962 C , оснастив их так называемым Porsche Dual Klutch 9.0043 . В то время как Audi использовала двойную систему на модели Sport Quattro S1 , которая выиграла восхождение на Пайлз-Пик, гонку на высоте 4300 метров.
Этих двух примеров достаточно, чтобы продемонстрировать, что новая коробка передач с двойным сцеплением подходит для гоночных автомобилей , а также для спортивных автомобилей , которые требуют более высоких уровней мощности.
В начале нового тысячелетия DCT появился на рынке дорожных автомобилей , предназначенных не только для трека, но и для дорог.
Как работает коробка передач с двойным сцеплением
Автомобили с коробкой передач с двойным сцеплением имеют два отдельных сцепления , которые соединяют двигатель с осями, на которых расположены различные шестерни.
DCT работает так.
Благодаря наличию двух соосных валов коробка передач с двойным сцеплением включает в себя разделение нечетных и четных передач, то есть 1-3-5-R и 2-4-6 (в автомобилях с 6-й передачей).
Проще говоря, одно сцепление управляет нечетными передачами, а второе сцепление управляет четными передачами .
Когда выбрана передача, вторая муфта «готовится» к работе, выбранная в результате оценки, проводимой программным обеспечением, которое вычисляет наиболее подходящую передачу, или путем ручного выбора водителем.
Итак, если вы начинаете движение, переход с первой на вторую передачу оценивается как вероятный ход, а когда вы переходите на первую передачу, вторая передача готовится к действию.
Это позволяет молниеносно переключать передачи и поддерживает постоянную вырабатываемую мощность. Стандартная МКПП просто не может так, как водитель использует сцепление для переключения между нечетной и четной передачами.
Несмотря на то, что эта система называется трансмиссией с двойным сцеплением, это не должно наводить на мысль о двух педалях в пространстве для ног водителя.
На самом деле в автомобилях с DCT фактически отсутствует педаль сцепления . Переключение передач осуществляется автоматически с помощью программного управления или, в качестве альтернативы, с помощью секвентальной механической трансмиссии с помощью подрулевых лепестков на ведущем колесе.