Что такое коробка передач DSG?

До недавнего времени в автомобилях использовались коробки переключения передач (КПП) двух типов - механическая и автоматическая. В настоящее время появилась коробка передач нового типа, соединившая преимущества механики и автомата, это - полуавтоматическая коробка, или КПП с двойным сцеплением (механическая коробка передач без сцепления, или автоматизированная механическая коробка передач).

Полуавтоматический тип КПП, точнее, такой ее вид, как секвентальная механическая коробка, достаточно давно используется в гоночных автомобилях. В серийном же производстве полуавтоматы пока еще считаются новшеством. Давайте рассмотрим, что такое коробка передач dsg, ее принцип действия, достоинства и недостатки.

• Основы принципа действия механической КПП и коробки передач с 2-ым сцеплением

Коробка передач DSG синтезировала преимущества двух механических КПП. В чем заключаются особенности работы механической коробки?

• При выжимании педали сцепления прекращается подача силового потока к коробке передач, и происходит отсоединение двигателя от КПП.

• При включении необходимой передачи посредством рычага переключения передач, происходит перемещение зубчатой муфты от шестеренок одна к другой, размер шестеренок при этом не одинаков.

• После выравнивания скорости вращения муфты синхронизаторами, без ударно включается передача.

• После приведения шестерни в движение, когда водитель отпускает сцепление, возникает опять соединение мотора с коробкой передач, что приводит к сообщению крутящего момента колесам.

Особенность работы обычной механической КПП заключается в том, что подача силового потока от двигателя к колесам прерывается, и во время переключения передач, происходит возникновение «толчка смены передачи» или «прерывания крутящего момента». У неопытного водителя машина с обычной механической коробкой при переключении передач может двигаться рывками, пассажиры при этом будут ощущать «толчки».

В коробке передач с двойным сцеплением, педали сцепления нет, при этом работают два автономных сцепления. Одно регулирует первую, третью, пятую, то есть нечетные передачи. Второе сцепление – вторую, четвертую, шестую, то есть четные передачи.

Подобно автоматической коробке передач, сцепления в полуавтоматической трансмиссии регулируются посредством сложных электронных и гидравлических механизмов. Таким образом, коробка передач с двойным сцеплением дает возможность быстрого, плавного переключения скоростей, обеспечиваемого постоянным потоком мощности, подаваемой от КПП к двигателю.

Двойной вал является важнейшей деталью полуавтоматической коробки передач. Если в механической коробке передач все шестерни расположены на одном входном валу, то в КПП с 2-ым сцеплением нечетные и четные передачи находятся на разных валах. При этом, внешний вал является полым, а внутренний вал помещен в него таким образом, что от внешнего вала питаются четные передачи, а от внутреннего – нечетные передачи.

В КПП DSG конвертер заменяют многодисковые сцепления. Этот вид сцепления, установленный на большинстве современных машин, называют «мокрым», из-за того, что его детали помещены в смазочно-охлаждающие жидкости в целях снижения силы трения, и уменьшения выделения тепла. Хотя, некоторые производители полуавтоматических КПП устанавливают «сухие» сцепления, как в механических коробках передач.

В многодисковых сцеплениях, подобно конвертеру, применяется гидравлическое давление. При включении сцепления, пружины внутри поршня разжимаются гидравлическим давлением, и, тем самым, диски сцепления прижимаются к пластине давления.

Размер и форма зубцов фрикционных дисков аналогичны размеру и форме пазов барабана сцепления. Затем барабан придает крутящий момент набору, соединенных с ним, шестеренок. В КПП с 2-ым сцеплением автомобиля «Ауди» применяются и малые витые пружины, и диафрагмовые, большие пружины в многодисковых сцеплениях. Давление жидкости в поршне снижается. Вследствие разъединения сцепления, происходит сжатие пружин поршня, и снижение давления набора дисков и пластины.

• Достоинства и недостатки коробки передач с 2-ым сцеплением

Коробка передач DSG работает, подобно обыкновенной механической коробке, в ней также применяются промежуточный и входной валы для размещения шестеренок, сцепление, синхронизаторы, а роль отсутствующей педали сцепления выполняют компьютеры, гидравлический механизм и соленоиды.

В числе основных достоинств КПП с двойным сцеплением – достижение оптимального ускорения благодаря тому, что передачи вверх занимают примерно 8 миллисекунд. Автомобиль с такой трансмиссией разгоняется без рывков, плавно. Кроме того, водитель может переключать передачи механически, или задействовать компьютерное оборудование.

Безусловным плюсом использования КПП с 2-ым сцеплением является экономичность, которая достигается за счет эффективного расходования топлива. По мнению специалистов, 6-ти ступенчатая коробка передач с двойным сцеплением, в сравнении с обычной 5-ти ступенчатой автоматической коробкой, может увеличить эффективность расхода топлива до 10 %.

К числу недостатков КПП с двойным сцеплением следует отнести более высокую стоимость автомобилей, обусловленную расходами производителей на переоборудование производства по установке коробок передач нового типа.

В качестве альтернативы КПП с двойным сцеплением рассматривается так называемая CVT – бесступенчатая коробка передач. Это вид автоматической коробки, в которой посредством применения подвижной системы шкивов и ремня, или цепи, достигается осуществление бесчисленного множества передаточных соотношений на обширном диапазоне оборотов. Плавность переключения скоростей, движение без рывков, экономичность - являются преимуществами и бесступенчатых КПП.

Но, в отличие от КПП с двойным сцеплением, оптимальных для высокоскоростных автомобилей, бесступенчатая коробка передач не подходит для машин с хорошими скоростными качествами, так как не справляется с большим крутящим моментом.

Неудивительно, что трансмиссия с двойным сцеплением является наиболее перспективным типом коробки передач. Эксперты полагают, что в скором будущем 25 % рынка продаж автомобилей будет приходиться на машины с полуавтоматической коробкой, а к 2012 году только 1 % машин, произведенных в Западной Европе, будет использовать бесступенчатую КПП.

Материалы: http://www.autoshcool.ru/1067-chto-takoe-korobka-peredach-dsg.html

Роботизированная коробка передач (РКПП, коробка-робот) состоит из почти обычной механической коробки передач, механизмов выбора передач и переключения сцепления, а также автоматической системы управления.

Основное назначение РКПП – принимать, передавать и преобразовывать крутящий момент от двигателя на колеса. РКПП удачно сочетает в себе преимущества АКПП и механической КПП в виде надежности, эффективности управления автомобилем и экономии топлива.

Хотя, на счет надежности, пожалуй, многие владельцы автомобилей с роботизированной коробкой захотят поспорить. Все знают нашумевшую историю с роботизированными коробками передач DSG концерна Volkswagen.

Но такие проблемы, скорее всего, носят временный характер. Роботизированные коробки передач относительно недавно стали разрабатываться для серийных автомобилей и совсем неудивительно, что с этим возникают проблемы.

В целом же они являются очень перспективными, поэтому сейчас производители автомобилей стараются разработать оптимальную конструкцию.

По своей сути роботизированная коробка передач – это всем нам знакомая механическая коробка, в которой сцеплением и переключением передач управляет электроника и сервоприводы.

Давайте рассмотрим «начинку» роботизированной КПП, другими словами – ее устройство. И разбирать будем коробку с двойным сцеплением, поскольку полагаем, что именно такие коробки имеют будущее, в то время как коробки с одним сцеплением постепенно уйдут в прошлое.

Самый большой недостаток коробок с одним сцеплением – очень большое время переключения передач, что делает езду на автомобиле некомфортной и дерганой.

Роботизированная КПП состоит из следующих механизмов и деталей:

• Основной рабочий узел (аналог механической коробки), оснащенный двумя парами валов – первичным и вторичным (то есть всего четыре вала), к которым крепятся шестерни переключения передач. Одна пара валов отвечает за четные передачи и, соответственно, на них крепятся шестерни передач - 2, 4 и 6, а вторая пара валов обеспечивает нечетные передачи и задний ход – 1, 3, 5 и R. Кроме того каждая пара валов имеет собственное сцепление (коробка с двумя сцеплениями). Так же стоит отметить, что первичные валы находятся на одной оси, то есть один вал располагается внутри другого.
• Узлы-актуаторы представляют собой сервоприводные механизмы (работающие на электрике или гидравлике). Электрический тип привода – это не что иное, как электродвигатель с редуктором, а гидравлический тип привода представляет собой гидроцилиндр, управляемый клапанами электромагнитного типа (гидравлический более дорогой, но более быстрый и именно он используется в наиболее продвинутых РКПП). В роботизированной КПП могут устанавливаться актуаторы двух типов – для переключения передач и включения сцепления.
• Блок управления электронного типа представляет собой микропроцессор, осуществляющий контроль над работой всей роботизированной КПП через внешние датчики и исполнительные механизмы. Внешние (или входные) датчики позволяют получать информацию о скорости движения, рабочих оборотах двигателя, крутящем моменте, давлении масла и передавать эту информацию на управляющий блок. Механизмы исполнения предназначены для реализации всех задач, полученных от блока управления на основании заложенных программ. Сам блок соединяется с роботизированной коробкой при помощи бортового компьютера.

Роботизированные КПП могут работать в автоматическом и полуавтоматическом (ручном) режимах. Режим-автомат предполагает управление коробкой передач через электронику на основании полученных данных от внешних датчиков, путем реализации выбранного алгоритма работы через исполнительные механизмы.

Полуавтоматический режим (ручной) предусматривает выбор и переключение передач вручную. Режим вручную позволяет осуществлять плавное переключение с низкой на высокую передачу, используя селекторный рычаг или подрулевые переключатели (лепестки).

Что касается общего принципа работы такой коробки передач, то он достаточно прост. При включении двигателя и выборе передачи включается первая скорость в коробке, затем включается сцепление и начинается движение.

При движении автомобиля на начальной передаче, роботизированная КПП готова включить следующую передачу. Управляющий блок принимает сигнал с последующим переключением на более высокую передачу и вторая передача включается одновременно с первой. В механической передаче такое невозможно, а в роботизированной возможно поскольку в ней две пары валов, если вы еще не забили.

Пока сцепление включено на первой паре, вторая пара, со следующей включенной передачей ждет своей очереди вступить в работу и как только сигнал от системы поступает, сервопривод (актуатор) включает сцепление на второй паре валов, а на первой сцепление отключается и включается третья передача, которая так же будет ждать своей очереди.

На верхней схеме показана работа коробки DSG при включенной первой передаче, а на нижней схеме при включенной второй передаче.

Обратите внимание на отличие от механической коробки передач, в которой сцепление всегда находится во включенном состоянии и для переключения скоростей сцепление выжимается. В роботизированной же коробке сцепление постоянно находится в выключенном состоянии и подключается только в момент, когда необходимо передать момент через определенную пару валов коробки передач.

На сегодняшний день практически каждый автоконцерн имеет в своем автомобильном ряду модели с роботизированной коробкой. Правда, названия у этих коробок разные:

• DSG – Volkswagen (пожалуй, самая известная и скандальная)
• S-Tronic – Audi (принадлежит Volkswagen и наверняка есть что-то общее с DSG, но концерн это отрицает)
• Speedshift DCT – Mercedes-Benz
• DCT M Drivelogic – детище BMW
• PDK – Porsche (здесь плохую коробку вряд ли поставят);
• Twin Clutch SST – Mitsubishi
• Powershift – Ford
• TCT – Alfa Romeo

Как и другие виды трансмиссий, коробка-робот имеет свои преимущества и недостатки, которые надо заметить, проявляются не во всех конструкциях. Очень многие не любят DSG, но ведь при этом Ferrari на свои автомобили ставит именно роботизированную коробку и это заставляет задуматься.

Преимуществ у РКПП достаточно много, и вот самые значимые из них:

• коробка-робот позволяет экономить расход топлива и ресурс двигателя;
• простота и доступность в ремонте и техническом обслуживании по сравнению с автоматом;
• доступная цена в сравнении со стоимостью АКПП;

Недостатки у коробки-робота также имеются, перечислим основные:

• низкая скорость (до 3 с) и возможные рывки при переключении передач – но это справедливо для коробок с одним сцеплением и, как известно, эта проблема уже решена;
• преодоление спусков или подъемов осуществляется только в полуавтоматическом режиме, в противном случае возможен перегрев сцепления;
• низкая эффективность для вождения в городских условиях, где лучше использовать полуавтоматический режим езды.

Но опять же эти все недостатки имеют лишь конструктивные причины, которые со временем могут быть решены, а возможно и уже решены, но пока дороговаты для массового потребителя и применяются только на дорогих автомобилях гоночного типа.

Несомненно и то, что несмотря на все имеющиеся на сегодняшний день недостатки, роботизированная КПП считается одной из наиболее перспективных видов трансмиссий будущего наряду с вариатором, в котором так же нужно решить одну важную проблему – ремень, который нужно сделать более долговечным и нерастяжимым.

• Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии

Автодромо - автомобильный портал, новости автомобильного рынка, тест-драйвы популярных моделей машин, полезные статьи для автолюбителей, объявления о продаже автомобилей, отзывы владельцев авто, каталог автосалонов и дилеров, форумы и другие сервисы.

Материалы: http://autodromo.ru/articles/robotizirovannaya-korobka-peredach-ustroystvo-princip-raboty-dostoinstva-nedostatki

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. Устройства, называемые синхронизаторами, позволяют выровнять скорость вращения зубчатой муфты со скоростью зацепляемых шестерней, что снижает износ механического соединения. После переключения передачи, водитель отпускает педаль сцепления, в результате чего восстанавливается связь двигателя и трансмиссии и возобновляется передача крутящего момента к колесам.

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. В коробке передач с двойным сцеплением мокрого типа Audi имеется как маленькая винтовая пружина, так и большая диафрагменная пружина.

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). Вариатор – это тип автоматической трансмиссии, в котором используется система подвижных шкивов с ремнем или цепью для постоянного регулирования передаточного числа на широком диапазоне оборотов. Вариатор также уменьшает толчки при переключении передач и существенно снижает расход топлива. 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. В 1986 году гоночный Porsche 962 выиграл гонку на 1000 километров на Мировом чемпионате спортпрототипов в Монце. Это была первая победа автомобиля, оснащенного полуавтоматической трансмиссией PDK с лепестковым переключением передач. 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.

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