Трансмиссия с двойным сцеплением Многие знают, что существует два ос
реклама
Трансмиссия с двойным сцеплением Савлук А.И. Севрюгина Н.С. Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова Белгород, Россия DIRECT SHIFT GEARBOX Savluk A.I. Sevryugina N.S. Belgorod Shukhov State Technological niversity Belgorod, Russia Многие знают, что существует два основных типа коробок передач: механическая, в которой переключение передачи осуществляется с помощью нажатия педали сцепления и перемещения рычага переключения передач, и автоматические, в которых режим выбирается автоматически, задействованы муфта сцепления, конвертор и набор планетарной передачи. Но появилось нечто среднее, вобравшее в себя только самое лучшее двух коробок - КПП с двойным сцеплением или трансмиссия DSG (Direct Shift Gearbox - коробка передач с синхронизированным переключением) В мире гоночных автомобилей полуавтоматы, такие как секвентальные механические коробки, используются уже многие годы. Но в мире серийных автомобилей КПП с двойным сцеплением или КПП прямого переключения можно считать новинкой. Первый прототип трансмиссии с двойным сцеплением был изобретен еще 1939 году конструктором Адольфом Кегрессом, который планировал применить его в легендарном Citroen Traction. Однако инновация так и осталась на бумаге. Но в начале 80-х годов компания Porsche искала возможность сократить время переключения КПП на своих гоночных болидах группы С. Это могло стать решающим в гонках, где для победы важными были доли секунды. Особенно это касалось турбированных двигателей, в которых во время переключения и сброса газа понижалось давление наддува. Это навело инженеров на мысль создать КПП с возможностью переключаться под нагрузкой, то есть не сбрасывая газ. Компания Volkswagen, используя новую технологию начала применение КПП с двойным сцеплением в серийных автомобилях. 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. Конечно, безусловным лидером в успешном производстве серийных автомобилей, оборудованных коробкой передач с двойным сцеплением, и остается автомобильный концерн Volkswagen. С 2003 года некоторые модели Volkswagen стали комплектоваться 6-ти ступенчатой КПП прямого включения DSG (“Direct Shift Gearbox”) с двумя сцеплениями. Следующим поколением стала уже 7-ми ступенчатая DSG. Ford является вторым крупнейшим производителем, применившим технологию КПП с двойным сцеплением. В настоящее время эта концепция получила распространение также в автомобилях BMW, Chrysler, Peugeot 4007 и Volvo., а также на многих других автомобилях. Стандартная коробка переключения разделяется на две части с двумя главными валами. Первый вал отвечает за нечетные передачи, а второй – за четные. Ядром этого механизма является размещенное в компактном корпусе двойное сцепление, которое создает связь с двигателем с помощью замыкания одного из двух сцеплений. Внешний вал сделан полым, что позволяет расположить в нем внутренний вал. Внешний полый вал питает вторую и четвертую передачи, в то время как внутренний вал - первую, третью и пятую. Рисунок 1 - Устройство пятиступенчатой КПП с двойным сцеплением. При определении последующей передачи автоматика учитывает: • положение педали акселератора (ускорение или торможение); • скорость вращения валов трансмиссии; • скорость вращения колес; • положение рычага КП. В процессе переключения на сотые доли секунды оба сцепления становятся замкнутыми, в результате чего двигатель остается соединенным с ведущими колесами и потери крутящего момента фактически не происходит. Несмотря на то, что КПП с двойным сцеплением похожа на автоматическую ей не требуется конвертер, который, как и в автоматической коробке переносит крутящий момент от двигателя к трансмиссии. 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. Рисунок 2 - Принцип работы мокрого многодискового сцепления Подобно гидротрансформатору мокрые многодисковые сцепления применяют гидравлическое давление, чтобы включиться. Когда же сцепление включилось, то гидравлическое давление в поршне разжимает пружины, и это приводит к прижатию комплекса дисков сцепления к зафиксированной пластине напряжения. На фрикционных дисках имеются зубцы по внешнему краю размером и формой с вдавлениями в барабане сцепления. Сам барабан сцепления присоединен к набору шестерней, на который передастся крутящий момент. А автоматическая коробка с двойным сцеплением, к примеру, на Audi применяет совокупность пружин витых и диафрагмовых форм для многодисковых сцеплений. «Мокрое» сцепление имеет лучшее охлаждение, поэтому может применяться для передачи большего крутящего момента (до 350 нм и более). Например, «мокрое» сцепление в коробке передач Bugatti Veyron обеспечивает передачу крутящего момента 1250 нм. Предел «сухого» сцепления – 250 нм. Вместе с тем, «сухое» сцепление более эффективно в эксплуатации, т.к. в нем отсутствуют потери мощности двигателя на привод масляного насоса. «Двойное сухое сцепление состоит из двух сцеплений и двух передаточных устройств. Каждому такому устройству соответствует одно сцепление. Оба сцепления включаются последовательно во время переключения передач, при этом нет прерывания передачи. Анализируя, устройство и принцип работы КПП с двойным сцеплением, специалисты пришли к выводу, что данный вид коробки передач является конструкцией будущего. Чтобы убедится в актуальности данного изобретения для нашего общества и нашего времени, рассмотрим достоинства и недостатки данной коробки передач. Преимущества КПП с двойным сцеплением: 1. Плавность хода и отсутствие каких-либо рывков в процессе переключения передач. 2. Экономия топлива. В сравнении с 5-ти ступенчатым автоматом автомобили с КПП с двумя сцеплениями потребляют на 10% меньше топлива. 3. Превосходная динамика в результате фактически линейного ускорения без потерь мощности. 4. возможность выбора: контролировать ли переключение передач водителем или позволить компьютеру выполнить всю работу. 5. Идеальное решение для мощных автомобилей с 200-500 сильными двигателями. Недостатки КПП с двойным сцеплением: 1. Сложность механизмов, а, следовательно, дороговизна в обслуживании и ремонте. 2. Отсутствие качественного профессионального сервиса. 3. «Провалы» и «рывки» при движении в активном ритме с многократными разгонами и торможениями Мы видим, что 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). Для нашего общества экономия топлива это один из самых важных показателей хорошего автомобиля. А как основной недостаток у рассматриваемой коробки передач можно выделить отсутствие качественного профессионального сервиса. Применение КПП с двойным сцеплением с каждым днем становится все шире, а даже самый надежный и качественный автомобиль рано или поздно потребует, если не ремонта, то их диагностики. А, следовательно, автовладелец, должен быть уверен, что ему смогут предоставить все необходимые услуги. Эта проблема связана, прежде всего, с новизной изобретения в серийном производстве и наличия большого количества технически-сложных элементов в системе передачи крутящего момента на колеса автомобиля, а соответственно и высокие цены на ремонт и обслуживание такого КПП. 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). Но такая коробка не может справиться с большим крутящим моментом автомобилей с высокими динамическими характеристиками. КПП с двойным сцеплением не имеют таких проблем и идеально подходят для автомобилей с высокими динамическими характеристиками Темпы развития автомобилестроения растут с каждым днем, и на рынке все больше появляется автомобилей с двойным сцеплением, поэтому потребность в качественном обслуживании и ремонте возрастает, а, следовательно, в ближайшее время произойдет улучшение сервиса и повышение качества обслуживания. Таким образом, можно сделать вывод, что трансмиссии с двойным сцеплением не только повышают экономичность автомобиля, но и способствует улучшению его динамических качеств. Эксперты не зря считают ее конструкцией будущего. Ожидается, что к 2016 году такие трансмиссии будут устанавливаться на 12% автомобилей, выпускаемых в Европе, против 7% в 2011 году. Несмотря на имеющиеся недостатки, данная коробка передач имеет достаточно весомые плюсы. То, что в продаже число автомобилей, оснащенных КПП с двойным сцеплением, растет, говорит о заинтересованности людей, а значит, спрос на автомобили будет увеличиваться. Остается открытым вопрос сервисного сопровождения, но представляется при надлежащем подходе к подготовке специалистов автомобильного сервиса, его можно будет решить. Список используемых источников: 1.http://autorelease.ru/articles/automobile/1249-princzczip-raboty-kpp-sdvojnym-sczepleniem-dsg.html 2. http://www.avto-life.com/dvojnoe-sceplenie-prosto-o-slozhnom.html 3. http://www.autoexpert.in.ua/ru/497-double-clutch.html 4. http://auto-quiet.ru/obslujivanie-i-remont/princip-raboti-kpp-s-dvoienimscepleniem.html 5. http://www.maks-m.com/ 6. http://detroit.tomsk.ru/stati/dvojnoe-stseplenie-223.html
