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

Виды коробок, применяемых сегодня

На сегодняшний день известны следующие виды коробок: МКПП, АКПП, роботизированная коробка, КПП с двойным сцеплением, вариатор. Если про МКПП многое известно и такая коробка пока что является самой простой, то рассмотрим все остальные.

Классическая АКПП

Классическая автоматическая коробка, применяемая сегодня на многих автомобилях, отличается, без сомнений, от своих предшественников. Прежде всего, это количество диапазонов и сам принцип управления коробкой. Если ранее применялись АКПП с четырьмя передачами и меньше, то сегодня количество их увеличилось, а управление происходит за счёт электроники, хотя раньше за это отвечала гидравлика. Кроме того, практически на всех современных автомобилях, оснащённых АКПП, используется система блокировки гидротрансформатора, а в некоторых коробках даже предусмотрена функция ручного переключения диапазонов.

Понятно, что современная АКПП имеет массу преимуществ перед старыми версиями. Это и мягкое, практически не ощущаемое водителем и пассажирами, переключение передач, и неплохой расход топлива в загородном режиме езды, и более равномерный переход по передачам на любых значениях крутящего момента, что является достоинством, даже сравнивая АКПП с МКПП.

Лучшей на сегодня считается восьмидиапазонная АКПП ZF 8HP с наделённой системой Старт/Стоп. Динамика и технические составляющие лучшей АКПП в мире практически ничем не отличаются от МКПП, а в некоторых случаях даже превосходят последнюю. Если же сравнивать эту коробку с другими автоматическими коробками, то она превосходит их и расходом топлива, который на 20% ниже.

Роботизированная КПП

На видео рассказывается, что такое роботизированная коробка передач:

Почти что «механика», только робот. В такой коробке присутствуют серво- и гидроприводы, которые успешно управляют работой сцепления и переключением передач. Высокая эффективность, непосредственная передача крутящего момента к приводам колёс и многое другое — основные преимущества подобного типа коробок.

Так же, как и МКПП, эта коробка передач проста в обслуживании, а ремонт её не выше, чем у «механики». Что касается расхода топлива, то он практически равен расходу МКПП, а в условиях городской езды даже превосходит механический вариант. Только вот заторможенный переход на пониженную передачу и некоторые сложности использования такого вида коробок на автомобилях с малой мощностью двигателя портят такую идеальную статистику технических показателей.

«Автомат» — два в одном

Именно об этой коробке и пойдёт речь в нашей статье. Это своего рода комбинация двух коробок, собранная в одном корпусе. Производителям захотелось объединить преимущества «автомата» и «механики», и это им вполне удалось. Почему двойное сцепление? Потому что для каждой коробки производителем предусмотрено своё отдельное сцепление, которое может представлять собой однодисковый или многодисковый вариант.

На видео показано как работает коробка передач с двойным сцеплением DCT:

Двойной выжим сцепления на таких коробках уже не нужен. Если раньше на МКПП без синхронизаторов (или даже с ними) переключать передачи с повышенного режима на низкий или, наоборот, со 2-й на 4-ю удавалось со скрипом, то в этой коробке всё просто. Перегазовку, или двойной выжим сцепления, здесь проводить не нужно.

Что касается управления коробки с двойным сцеплением, то оно происходит полностью благодаря электронике. Переключение скоростей на такой коробке проходит плавно и своевременно. Пока работает одно сцепление, второе находится в режиме ожидания и после поступления команды незамедлительно переключается.

Такая удивительная работа КПП с двойным сцеплением превращает её в настоящее чудо техники. Если использовать весь функционал двойного сцепления, то это создаст отличную динамику автомобиля и невероятный комфорт при езде. А расход топлива такой коробки передач — это вообще отдельный разговор.

Дело в том, что во всех режимах езды, будь то загородная трасса или город, расход топлива у двойной коробки намного ниже, чем у той же АКПП. Хотя по сравнению с «роботом», эта коробка расходует больше.

Что касается недостатков и минусов коробки с двойным сцеплением, то сюда можно отнести высокую стоимость и дороговизну технического обслуживания.

Коробка-вариатор

На видео показано, как работает бесступенчатая коробка передач (вариатор):

https://www.youtube.com/watch?v=bBrVtYQ1_ik

Наконец, коробка-вариатор, являющаяся самой молодой КПП, хотя пока ещё и не доведённой до совершенства. Имеет такая коробка много недостатков, хотя эксперты и пророчат ей великое будущее. Вариатор, по сути, считается простым агрегатом, наделённым мощной функциональностью трансмиссии.

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.

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.

Принцип работы и устройство трехвальной МКПП

Основополагающим принципом функционирования МКПП является зубчатое взаимодействие шестеренок, которые обволакиваются трансмиссионной жидкостью, находящейся в картере коробки.

В состав такой МКПП входят:

  • ведущий и ведомый валы;
  • промежуточный и дополнительный валы;
  • корпус;
  • синхронизаторы;
  • комплекты шестеренок;
  • механизм переключения ступеней с замками и блокирующими механизмами;
  • рычаг переключения ступеней.

Подшипники, расположенные в корпусе, обеспечивают вращение валов. На каждом валу имеется комплект шестеренок с различным числом зубьев.

Ведущий вал примыкается к двигателю посредством корзины сцепления, ведомый с карданным, промежуточный передает вращающий момент вторичному.

На первичном валу имеется ведущая шестеренка, которая раскручивает промежуточный с расположенным на нем крепко зафиксированным набором шестеренок. На ведомом валу имеется свой комплект шестеренок, перемещающихся по шлицам.

Между шестеренками вторичного вала находятся муфты синхронизаторы, которые выравнивают угловые скорости шестеренок с оборотами самого вала. Синхронизаторы крепко закреплены на валах и передвигаются в продольном направлении по шлицам. На современных МКПП такие муфты находятся на каждой ступени.

Принцип работы РКПП Powershift

Работать РКПП Powershift будет по следующему принципу. Двойной тип сцепления в устройстве агрегата нужен для того, чтобы минимизировать время перехода с одной скорости на другую. Логика следующая. Водитель переводит рычаг селектора КПП в положение с Р на D. Автоматика разжимает сцепление центрального вала и при помощи электромотора подсоединяет шестерни первой передачи к ведущему валу. Сцепление отпускается, и машина начинает ехать.

Блок управления трансмиссией фиксирует повышение оборотов мотора, и на основании этого подготавливается вторая передача (к наружному валу пододвигается соответствующая шестерня). Как только сработает алгоритм, посылающий сигнал на повышение скорости, первое сцепление разжимается, а второе подсоединяется к маховику (подробно о том, что это за деталь, читайте здесь). Время переключения скоростей практически незаметно, благодаря чему автомобиль не теряет динамики, а поток крутящего момента поступает на приводной вал непрерывно.

Автопроизводитель предусмотрел возможность переключения в так называемом ручном режиме. Это когда водитель сам определяет, в какой момент коробка должна перейти на следующую скорость. Особенно полезен такой режим при движении по затяжным склонам или в пробках. Для повышения скорости нужно переместить рычаг вперед, а для понижения – назад. В качестве продвинутой альтернативы используются подрулевые лепестки (в моделях со спортивными характеристиками). Схожий принцип имеет коробка типа Tip-Tronic (о том, как она работает, читайте в другой статье). В остальных ситуациях коробка управляется в автоматическом режиме. В зависимости от модели авто селектор КПП оснащен позициями круиз-контроля (когда трансмиссия не переходит выше определенной передачи).

Среди разработок американского автопроизводителя существует две модификации преселективных роботов Powershift. Один работает с сухим сцеплением, а другой – с мокрым. Рассмотрим, в чем разница этих типов коробок.

Принцип работы Powershift с сухим сцеплением

Сухое сцепление в трансмиссии Powershift работает по тому же принципу, что и в обычной механике. Фрикционный диск сильно прижимается к поверхности маховика. Через эту связку крутящий момент передается от коленвала на приводной вал главной передачи. Масло в такой компоновке отсутствует, так как оно предотвращает сухое трение между деталями.

Такая конструкция корзины сцепления уже давно зарекомендовала себя эффективным использованием мощности двигателя (особенно это ощутимо в случае связки с маломощным мотором, в котором на счету каждая лошадиная сила).

Минус такой модификации в том, что узел склонен сильно нагреваться, вследствие чего его служба сокращается. Напомним, что электронике сложно контролировать, насколько резко диск нужно подсоединить к маховику. Если это происходит на высоких оборотах мотора, то фрикционная поверхность диска быстро изнашивается.

Принцип работы Powershift с мокрым сцеплением

В качестве более усовершенствованной альтернативы инженеры американской компании разработали модификацию с мокрым сцеплением. У данной разработки есть целый ряд преимуществ перед предыдущим вариантом. Самый главный плюс в том, что благодаря циркуляции возле исполнительных элементов масла от них эффективно отводится тепло, а это предотвращает перегрев узла.

У коробки с мокрым сцеплением тот же принцип работы, только отличия в дисках. В конструкции корзины они могут устанавливаться конически или параллельно. Параллельное подсоединение фрикционных элементов используется в автомобилях с задним приводом. Коническое расположение дисков используется в силовых агрегатах, которые установлены поперек моторного отсека (переднеприводные машины).

Минус таких механизмов в том, что автомобилисту нужно следить за качеством используемого в трансмиссии масла. Также цена подобных коробок намного выше за счет более сложной конструкции. При этом перегрев корзины отсутствует, даже в жаркий период года, у них больший рабочий ресурс, да и мощность с мотора снимается эффективней.

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.

Есть ли сцепление на «автомате»? Разбираем техническую составляющую

Конечно, рядовой обыватель привыкший передвигаться «строго» на механической КПП, автомат не очень то жалует. По его соображениям это реально ненадежный агрегат, вот МКПП это да! НА века. Но у механики есть не очень-то прочный узел, особенно для новичков, это сцепление, которое палится на «раз». Немного вспомним принцип работы механической «коробки»

Механика

Как мы помним там три педали, если идти справа налево – первая это «газ», средняя «тормоз» и самая крайняя это «сцепление». Для того чтобы вам тронуться, вам нужно выжать сцепление включить передачу, затем отпуская эту педаль надавливаем на «газ» и машина едет. При переключении передач, вам также нужно повторять эту процедуру.

Конструкция очень проста – если хотите, то основанная на сухом трении дисков. Если утрировать — под действием своих пружин, ведомый жестко прижат к ведущему диску, за счет чего и двигается автомобиль. Но стоит вам надавить на педаль, то диски разжимаются (отходят друг от друга) и вы можете менять передачи (повышать, понижать, либо нейтральная). Эта конструкция работает уже столетие, и она действительно — прочная, но для новичков это не простой экзамен. Зачастую они просто передерживают педали при переключении – диски трутся и один менее прочный стирается.

После такого истирания – уже не существует прочной связи (прижима), диски начинают буксовать, и поэтому автомобиль теряет динамику в разгоне и просто езде (если диск совсем «убит», то может и не тронуться, просто не переключитесь).

Немного вспомнили, но как же на автомате?

Автомат

Открываем главную тайну – сцепления в классическом понимании, на автомате — конечно же НЕТ! Там нет двух сухих дисков, которые взаимодействуют друг с другом, однако принцип размыкания передач тут все же присутствует. То есть сцепление как бы есть, но оно автоматизированное, совсем другое.

Давайте теперь вспомним, как здесь мы переключаем передачи (ведь здесь всего две педали) – мы просто выжимаем «тормоз», переводим ручку АКПП в положение D (drive), отпускаем педаль и нажимаем на «газ» — все машина поехала. Но каков же принцип.

Знаете, может я многих поклонников механики разочарую, но автомат также не менее «древний», ему вот-вот наступит 100 лет.

Здесь также все банально и просто, основой для работы такой трансмиссии является гидротрансформатор и в отличие от МКПП, здесь сцепление работает за счет жидкости – трансмиссионного масла, то есть как бы – мокрый тип.

Если утрировать принцип работы – представьте два вентилятора, которые работают друг напротив друга, максимально близко. Если один вращается — то он будет передавать поток воздуха другому, и тот в зависимости от оборотов также примет ту или иную скорость вращения, это и есть гидротрансформатор.

Здесь стоят две турбины, одна ведущая – вторая ведомая, они помещены в вязкую жидкость (масло) и закрыты в герметичном корпусе. Когда одна начинает вращаться — она передает вихревую энергию второй, за счет чего и происходит движение. Однако сейчас конструкцию немного усовершенствовали – после того как обороты этих турбин становятся одинаковыми, они входят в жесткое зацепление при помощи специальных муфт, которые призваны снизить потери энергии крутящего момента. Вот он принцип «классического» автомата!

Многие сейчас могут – а почему обязательно масло? Да все просто, воздух для таких оборотов слаб, он не передает столько энергии, вода быстрее закипит, а также будет окислять все металлические части внутри – ресурс упадет

А вот масло не только передает максимальное количество энергии, но и смазывает запчасти внутри, тем самым уберегая их от износа, вот почему так важно его вовремя менять

Сейчас гидротрансформаторные автоматы стоят на широком круге автомобилей, но стоит отметить, что автоматических трансмиссий сейчас как минимум три – автомат, вариатор, робот. И у робота и вариатора принцип совершенно другой, но про это я напишу как-нибудь в другой раз.

Если подвести итог – классического «сухого» сцепления у автомата НЕТ! Но сцепление там присутствует при помощи турбин, специальных муфт и давления масла.

Сейчас видео версия статьи

НА этом заканчиваю, читайте наш АВТОБЛОГ.

avto-blogger.ru

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.

Похожие новости

  • Как прогреть автомат (АКПП) в мороз. Нужно ли это делать и скол…
  • РОБОТ (АМТ) или ВАРИАТОР (CVT). Что лучше и надежнее? Подробно +…
  • Двухмассовый маховик. Что это такое, принцип работы. Поломки и р…

Автомат коробка DSG: плюсы и минусы

DSG – это преселективная роботизированная коробка, которая имеет два сцепления, за счет чего реализована возможность переключать передачи очень быстро (за доли секунды). Автомобиль получает возможность быстро разгоняться, причем КПД данной трансмиссии выше, чем у обычных автоматов.

Дело в том, что ДСГ напоминает механическую коробку с автоматизированным управлением процессами выбора и переключения передач. Механическая коробка работает таким образом, что водитель отсоединяет диск сцепления от самого маховика, затем включает нужную передачу и подсоединяет диск в обратное положение педалью сцепления. Это и помогает осуществить переключение «наверх» или «вниз».

При этом машина начинает терять в динамике, когда крутящий момент с двигателя на коробку не передается во время того, как переключаются скорости. Эти промежутки в DSG сокращены до минимума благодаря  тому, что коробка имеет два сцепления. Первое сцепление отвечает за нечетный ряд передач, а именно за 1,3,5,7, а второе – за четный ряд 2,4,6.

Во время разгона автомобиля к вращающемуся маховику прижат диск нечетного ряда, причем параллельно диск четного ряда разомкнут. Компьютер (ЭБУ АКПП) дает команду включить вторую передачу четному ряду уже тогда, когда машина движется на первой передаче.

Получается, когда приходит время переключения, происходит отсоединение нечетного диска и в тоже время сразу включается диск четного ряда. Следовательно, в этот период продолжает работать четный ряд, а нечетный ряд отключается  и «готовится» к вступлению в работу.

Добавим, что есть разновидности коробки DSG (ДСГ-6 и ДСГ-7). Их принято делить на «мокрый» и «сухой» тип. Производитель ставит на свои модели как одну, так и другую версию КПП. При этом считается, что версия DSG6 более вынослива и способна выдержать большой крутящий момент. Решение подходит для установки на мощные автомобили. DSG7 в этом плане более чувствительна к нагрузкам. Кстати, такая DSG 7 (она же S-Tronic) устанавливается на автомобили Audi.

Отличия DSG — 6 от DSG — 7

Давайте рассмотрим два вида DSG, а также их отличия. Первой появилась шестиступенчатая коробка DSG6. Примечательно то, что двойное сцепление в ней «мокрое» (работает в масляной ванне). Масло обеспечивает защиту и смазку, а также охлаждает диски для лучшего сцепления.

Важнейшим минусом коробки является то, что отбор мощности и снижение КПД происходит по причине масла. В дальнейшем Volkswagen представил еще одну версию коробки — DSG7. В данной КПП уже используется «сухое» сцепление. На практике эта коробка оказалась более проблемной.

Именно по этой причине при покупке автомобиля нужно всегда обращать внимание на то, какой вид DSG используется. Как правило, DSG7 выбирают  под давлением маркетологов неопытные водители, тогда как на самом деле DSG6 более надежна

DSG коробка передач: проблемы

Итак, коробки DSG6, а также автомобили с DSG7 никак не лишены проблем с трансмиссией. Рассмотрим частые поломки, которые свойственны для ДСГ. Наиболее распространенной проблемой являются характерные толчки при переключении передач.

Если просто, автомобиль начинает дергаться в движении. Это происходит по причине того, что процесс переключения передач нарушен, смыкание дисков сцепления происходит со сбоями. Водитель может ощущать:

  • металлический лязг, скрежет, посторонние звуки;
  • толчки, рывки и пинки;
  • вибрации в области КПП;
  • потерю тяги в движении;

Большую опасность предвещает потеря тяги в движении, особенно в том случае, когда автомобиль во время такого провала тяги совершает обгон по встречной полосе. Также среди проблем коробки ДСГ можно выделить быстро изнашивающееся сухое сцепление, неисправности «мехатроника» (мехатронного блока) который непосредственно берет на себя управление работой коробки.

Есть и другие различные недостатки и недоработки:

  • износ втулки валов;
  • износ вилки выключения сцепления;
  • отхождение контактов соленоидов;
  • налипание грязи на датчики;
  • попадание в масло антифриза;

При этом сама коробка передач (фактически, комплект шестерен) обычно не выходит из строя. Однако ремонт DSG все равно получается затратным, так как отдельные запчасти очень дорогие, самих запчастей часто нет в наличии, далеко не все сервисы качественно и с гарантией ремонтируют такую КПП и т.д.

Делаем выводы

Принимая решение о покупке автомобиля с двойным сцеплением, изучите все его плюсы и минусы и решите, какие аспекты находятся в приоритете конкретно для вас. Столь ли важны ли для вас динамика, комфорт и плавность движения, отсутствие рывков при переключении передач и экономия топлива? Или вы не готовы платить за дорогое обслуживание и ремонт, обусловленные сложностью конструкции и специфическим режимом работы. Тем более, что профессиональных автомастерских, обслуживающих трансмиссии такого типа, пока не так и много.

Что касается сухого и мокрого сцепления, то тут ответ, какое из них лучше, также не будет однозначным. Все зависит от индивидуальных особенностей транспортного средства, а также от мощности его двигателя.

Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwitterВКонтакте
Напишите комментарий