Двойное сцепление. Что это такое, основной принцип работы. Плюс подробное видео

Главная
трансмиссия автомобиля
…

По многим пожеланиям моих читателей я начинаю рассказывать про роботизированные коробки передач. Но это первая статья, будет связана с двойным сцеплением, это «понимание» для последующих статей, что бы вы уже представляли, как работает робот с этой системой. Да и для общего развития это очень полезная информация, так что обязательно читаем и смотрим, в конце как обычно будет видео версия …

НУ что же, вначале такая информация, многие меня спрашивают – «Сергей, подскажи, пожалуйста, а можно ли поставить двойное сцепление на механическую коробку передач? В частности на наш ВАЗ?»

Сразу отвечу – «Ребята возможно это и можно как-то «приколхозить» на наши ВАЗЫ, но я пока штатных именно заводских таких трансмиссий не видел! Конечно, есть в интернете ролики, типа – народные умельцы что-то там шаманят, но штатно на обычные автомобили – ЛИЧНО Я НЕ ВСТРЕЧАЛ! Также не встречал и на иномарках! Поэтому на 90% двойное сцепление устанавливается на «роботы» (роботизированные коробки передач). Оставляю 10% на «вдруг» может завтра наш АВТОВАЗ, начнет выпуск!»

Ладно, этот вопрос закрыли, теперь давайте по существу, предлагаю немного исторической информации.

История появления

Создателем по праву считается, конструктор Адольф Кегрессом, именно он впервые в 1939 году изложил принцип двойного сцепления. Позже его разработку в штучных вариантах стали использовать на гоночных треках, на отдельных машинах. Но в широком применении все так и осталось на бумаге. И лишь только в 1980 году, компания Porsche, по новой взялась за эти разработки.

Именно этот производитель показал, что возможно переключать передачи под нагрузкой, то есть обороты двигателя практически не сбрасывались. Эта разработка была поистине революционной, потому как она позволяла снижать эффект турбоямы, что для турбированных моторов является огромной проблемой. Сейчас же переключения происходили без рывков и провалов, а поэтому крутящий момент передается без потерь.

4КОЛЕСА

Всем привет! Сегодня на мы поднимем вопрос двойного сцепления, постараемся максимально раскрыть тему и ответить на главные вопросы, которые вас интересуют. Вы узнаете, что такое двойное сцепление, кто и зачем его придумал, а также какие плюсы и минусы двойного сцепления существуют.

Довольно много инноваций в современных автомобилях, которые уже стали нормой, перекочевали из автомобильного спорта. Система двойного сцепления — не исключение. Для гоночных автомобилей каждая секунда дорога, поэтому учитывается каждый нюанс и даже скорость переключения передач.

Кроме явных преимуществ и плюсов двойного сцепления есть у него и минусы, однако прежде чем перейти к перечислению тех и других, предлагаю вкратце разобраться как работает двойное сцепление.

Устройство коробки с двойным сцеплением

Многие ошибочно считают — что коробка передач с двойным сцеплением это такая же «механика» только с «сервоприводом». Но это совсем не так – однако, я могу понять некоторых «знатоков», они судят по обычному роботу, то есть который комплектуется обычным сцеплением, если хотите – одинарным.

Двойное сцепление — вносит изменения не только в устройство самой коробки передач, но и в устройство диска (а здесь их два) сцепления.

Если взять саму коробку передач и соотнести ее с механикой — то получается что у МКПП, есть один ведущий вал и на нем располагаются все основные шестерни. Также есть один диск сцепления + «корзина». Это классическое расположение, но у двойного сцепления совершенно другая конструкция.

Итак: Здесь применяется сложный, составной вал. Если хотите то это «вал в валу». Грубо можно представить себе так — в металлическую трубку, засунули металлический прут (который выходит за пределы трубки) и он там вращается. ТО есть и сама трубка и вал могут вращаться. Вот эта вся конструкция и является этим составным элементом.

На одной части вала (пусть у нас это будет «трубка»), устанавливают нечетные шестерни, то есть это первая – третья – пятая передачи. На второй части вала (пусть это будет «прут») четные вторая – четвертая – шестая передачи.

Если хотите — то трансмиссия с двойным сцеплением сочетает в себе работу, как бы двух механических коробок передач.

Что получается в конечном остатке, да все просто – эти как бы две « механические сочетаемые трансмиссии» работают попеременно, пока одна разгоняет автомобиль, вторая тоже задействована, у нее уже имеется зацепление с последующей передачей.

То есть сразу и первая и вторая передачи включаются одновременно, при старте машины. Затем коробка переключается на вторую, и опять сразу же, задействуется третья и так далее. То есть передачи идут попеременно.

Есть здесь и часть от роботизированной системы, это серво или электрические привода, которые как раз и следят за переключением и прочими действиями (за дисками сцепления, например). Здесь нет гидротрансформатора или ремня, как скажем в «автомате или вариаторе» все же схожесть очень большая с механикой.

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. Так как DSG устанавливают чаще всего на последние «заряженные» модели автомобилей вроде Volkswagen, Audi, Porsche и т.д., владельцы таких авто не брезгуют ездой в «скоростном» режиме. Именно при таком характере вождения имеют место быть толчки при переключении передач. Это происходит по причины быстрого смыкания дисков.
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.

Принцип работы двойного сцепления

Сцепление это ключевой отличительный момент всей трансмиссии. Именно про него стоит рассказать отдельно и подробно.

Как мы уже с вами поняли – у нас есть два вала, и для каждого из них, есть свой «пакет» сцепления, но объединенный в один корпус. ТО есть сразу два диска! Один – располагается на нечетные передачи 1 – 3 – 5 (или в нашем примере это «трубка»). Второй на четные 2 – 4 – 6 передачи (то есть это «прут»).

Как происходит работа – когда машина трогается, сжимается один диск сцепления, рассчитанный на первую передачу, вторая передача также включается, но она еще не задействована, потому как ее диск разомкнут. После того как обороты в двигателе набрались до нужной отметки (переключения), первый диск размыкается, а второй сжимается. А так как шестерня (второй передач) уже находится в зацеплении, то переключение происходит моментально, без каких-либо толчков и потерь.

Переключение происходит буквально за доли секунд, незаметных для водителя, двигателя и автомобиля в целом. Среднее значение – от 0,05 до 0,12 секунды.

Диски сжимаются и размыкаются попеременно, включая или выключая ту или иную передачу.

Сейчас есть два варианта исполнения сцепления роботизированной коробки передач, это сухое и мокрое.

Устройство механизма

Чтобы более детально ознакомится с представленным узлом необходимо изучить устройство самого механизма, обеспечивающего плавное переключение передач.

В отличие от всех остальных типов сцепления, данная разновидность отличается наличием целого ряда уникальных узлов и элементов.

Итак, данная система включает в себя следующие ключевые компоненты:

пакет фрикционных дисков;
корпус с сухим или масляным картером;
мехатроник.

Если два первых узла достаточно знакомы автолюбителям, то третий производит впечатление чего-то доселе неизвестного.

Итак, мехатроник, это высокотехнологичный узел сцепления, позволяющий преобразовывать электрические сигналы в механическую работу исполнительных узлов.

Мехатроник современного автомобиля, как правило, включает в себя два составных элемента: электромагнитный блок и управляющую плату.

Первый представляет собой набор электромагнитных клапанов, так называемых соленоидов. Ранее, вместо соленоидов использовались гидрораспределительные механизмы, так называемые гидроблоки. Но ввиду их низкой производительности, им на смену пришли более совершенные электромагнитные устройства.

Рассмотрим принципиальные особенности мокрого и сухого сцепления.

«Мокрое» двойное

Если проводить экскурс в историю рассматриваемого узла, то прародителем двойного принято считать так называемый «мокрый тип».

Оно представляет из себя набор двух секций дисков «феродо», погруженных в масляную ванну в корпусе кожуха сцепления.

В данном случае, принято различать две разновидности «мокрой муфты» в зависимости от типа привода автомобиля. Так для переднеприводных авто используется сцепление с концентрическим расположением дисков «феродо». У обладателей заднеприводных машин, особенность этого устройства проявляется в параллельном расположении ведомых дисков.

Составные части обеих разновидностей «мокрого сцепления» одинаковы. К ним относятся:

входной фланец;
главный фланец;
ведущий диск;
пакет фрикционных дисков первого и второго порядка;
пружина диафрагмы, вспомогательная пружина;
плунжер;
гидравлические цилиндры;
первичный вал первого и второго порядка.

Сухое и мокрое сцепление

Это также важный момент, который стоит отметить, некоторые вариант сцепления, другие «сухой». НА данный промежуток времени, «сухой» является самым распространенным, он устанавливается почти на 70% автомобилей оснащенных такой трансмиссией. «Мокрый» ставят реже, но он работает дольше.

Есть и такие производители, которые совмещают на своих моделях сразу два варианта трансмиссий, такие как Volkswagen. У него есть DSG 6 – это мокрый вариант, и DSG 7 – это сухой.

Отличия здесь критические:

Сухой вариант — здесь почти полный аналог механического сцепления, то есть диски вращаются в воздухе и они физически похожи на диски МКПП. Они сжимаются или разжимаются при помощи электрических приводов.

Мокрый вариант – тут диски вращаются в «мокрой» или масляной среде. А сжимает и разжимает их гидравлика, очень похожая на гидравлику на обычных автоматических коробках передач.

Наверное, хотите – почему же мокрый вариант намного надежнее, чем скажем сухой? ДА все просто – диски, которые вращаются в масле, они в нем и охлаждаются, поэтому могут выдержать большие обороты и не «сгорят». Сухой же вариант вращается в воздухе, и он ограничен оборотами, ибо от слишком высоких, в прямом смысле слова сгорит и разрушится.

Завоевывая мир

В 2008 году на рынок вышли BMW M3 и Ford Focus с коробками производства Getrag, Nissan GT-R с шестиступенчатой трансмиcсией от BorgWarner. Новый тип трансмиссий начал завоевывать мир.

Сейчас ТДС активно используют практически все европейские производители автомобилей. Лидером здесь остается группа Volkswagen, которая применяет такие трансмиссии на моделях всех своих марок, от Škoda и SEAT до Bugatti. При этом Volkswagen хоть и производит многие трансмиссии самостоятельно, применяет комплектующие специализированных компаний – например, мокрые сцепления BorgWarner, а сухие LuK. А коробку для Bugatti Veyron выпускала английская Ricardo. Трансмиссии для Ford и Renault производит Getrag, а сцепления для них поставляет LuK. Fiat же создал собственное предприятие по выпуску ТДС, для которых использует компоненты как итальянской Magneti Marelli, так и американской BorgWarner. Volvo производит ТДС на своем заводе, хотя конструкция тоже разработана Getrag, как и для Ford и Renault. Genrag поставляет свои технологии и коробки также для Hyundai, Kia, Mitsubishi. А вот Honda сама разработала для моделей Honda и Acura собственную конструкцию.

Плюсы и минусы двойного сцепления

Как обычно, система идеальной не бывает, вот здесь так! Хотя сейчас все больше и больше производителей переходят на такие роботизированные трансмиссии.

Положительные моменты:

Как ни крути, но эта коробка передач является на данный момент самой передовой. В ней абсолютно нет, рывков и толчков, а значит плавность хода на высоте
Быстрое переключение передач, от 0,05 до 0,12 секунды
Сохранение крутящего момента, для турбированных двигателей это критично
Экономия топлива по сравнению с конкурентами. Даже механика расходует больше
Превосходная динамика разгона. Опять же превосходит конкурентов

Но отрицательных моментов сейчас также навалом, и они очень существенны

Очень сложный механизм, как двойного сцепления, так и все трансмиссии в целом
Небольшой ресурс. Как правило ремонт потребуется в 60 – 90 000 км
Дорогой, ОЧЕНЬ дорогой ремонт
Мало сервисов, которые КАЧЕСТВЕННО отремонтируют
Толчки и рывки в интенсивном режиме движения, то есть разгон остановка, и так несколько раз, причем быстро! При режиме «гонок», я бы сказал. При понижении может переключать передачу медленнее, около 0,4 – 0,6 миллисекунды.

В целом ребята, сейчас очень много шумихи около таких трансмиссий, особенно около DSG, народ боится их покупать из-за низкого ресурса. Даже все те плюсы, которые есть – экономия, топлива, динамика, и безрывковое движение – МЕРКНУТ, после того как вы узнаете цену ремонта! Сейчас зачастую она составляет около 10 – 20% от стоимости автомобиля в целом. ОЧЕНЬ ДОРОГО! И что самое обидное, скажем если у вас АКПП начала пинаться, то на ней еще можно ездить. А вот на двойном сцеплении навряд ли, ибо она умирает сразу и вся.

Но производители не теряют надежды, с каждым годом растет качество материалов и техническая составляющая, да и Фольксваген заверяет — что он «почти» победил проблему износа частей, ресурс увеличен. Кроме него устанавливают такие трансмиссии на свои авто — Audi, BMW, Chrysler, Ford, Volvo.

Сейчас видео версия статьи, смотрим.

НА этом заканчиваю, думаю было полезно. Читайте наш АВТОБЛОГ.

Добавить комментарий Отменить ответ

Человек, который внедрил DSG

Во второй половине 1990-х Фердинанд Пих, успевший дорасти до топ-менеджера концерна VW, стал усиленно продвигать схему с двумя сцеплениями под фирменным названием DSG (Direkt Schalt Getriebe по-немецки или Direct-Shift Gearbox по-английски) для «гражданских» моделей. Занималась новой трансмиссией известная американская компания BorgWarner, и работы в этом направлении шли восемь лет. И вот в конце 2002 года было объявлено о начале серийного производства шестиступенчатой коробки с двумя сцеплениями на модели Volkswagen Golf R32 2003 модельного года. Так 15 лет назад ТДС вышла, что называется, в мир. Как это часто бывает, название первопроходца – DSG – нередко используют как нарицательное для всех аналогов, хотя это фирменное обозначение ТДС группы Volkswagen.

Первую DSG – DQ250 (код в каталоге запчастей 02E) начали устанавливать на спортивную модификацию VW Golf , которая называлась R32. Машина оснащалась 3,2-литровым мотором, развивавшим 241 л.с. Для самой мощной и быстрой версии Golf особенно важны были два преимущества ТДС: будучи, по сути, механической трансмиссией, по КПД она выигрывает у гидромеханического «автомата», по максимальному моменту и диапазону передаточных чисел – у вариатора, ну а по сравнению с ручным управлением «робот» – у водителя по скорости смены передач (в некоторых случаях переключение занимает всего несколько сотых секунды). Перемена ступени происходит практически без разрыва потока мощности.

Для реализации схемы с двумя сцеплениями DSG имеет двойной ведущий вал. Первое сцепление передает момент на его внешнюю часть, связанную с четными передачами, а второе – на внутреннюю, на которой сидят нечетные. Пока включена одна передача, автоматика готовит следующую, ориентируясь на положение дросселя, скорость, ускорение машины и обороты двигателя, – благо в современном автомобиле информация об этом стекается в компьютер. Смена ступеней происходит либо автоматически, либо по команде водителя – селектором ручного режима или подрулевыми лепестками. На первой DSG фрикционы работают в масляной ванне, ими управляет давление от гидронасоса. Мокрые фрикционы хорошо держат высокие нагрузки и противостоят износу, а циркулирующее масло эффективно отводит тепло от пар трения. Правда, сложный гидроблок сделал стоимость DSG соизмеримой со стоимостью гидромеханического «автомата», а насос отбирал несколько лошадиных сил. Это было приемлемо для мощных и дорогих автомобилей, а более бюджетным пришлось подбирать другой вариант конструкции.

Сухие сцепления

В 2008 году появилась следующая версия DSG – семиступенчатая DQ200 (0AM) с двумя сухими сцеплениями, которая рассчитана на крутящий момент до 250 Нм. Внутренние потери здесь заметно меньше, а в помощь упрощенной гидравлике подключили электромеханику. «Сухой» вариант работал экономичнее, но более шумно и менее плавно, чем «мокрый», иногда даже с толчками и задержками, что проявлялось обычно в городском трафике. Также известно, что неисправности с мехатроникой, управляющей сухими сцеплениями, отмечались чаще. После нескольких модернизаций ситуация улучшилась.

В течение следующих двух лет было создано еще два варианта DSG, в которых предпочтение отдали мокрым сцеплениям. Это S-Tronic для Audi с допустимым крутящим моментом 600 Нм и версия DSG для поперечного силового агрегата, переваривающая момент до 500 Нм.

Несколько позже, в 2012 году, Porsche вспомнила свой спортивный опыт и совместно с ZF довела свою PDK до серийного применения на моделях 911 Carrera и Carrera S. Она семиступенчатая, с мокрыми сцеплениями и усиленными синхронизаторами.

Итог

Двойное сцепление – действительно хороший вариант для тех, кто желает иметь коробку передач с быстрым переключением. Если вы до сих пор не смогли определиться с тем, нужно ли покупать авто с двойным сцеплением – решите, готовы ли вы оплачивать высокие расходы на установку и возможные риски. Сильно ли важна для вас удобность, размеренность во время езды? Привлекает ли вас факт значительной экономии топлива? Если вы ответите на эти вопросы положительно – можете даже не сомневаться, ибо автомобиль с двойным сцеплением будет лучшим вашим выбором.

Добавьте ПроКроссоверы в избранное