Почему «роботы» с двумя сцеплениями скоро вытеснят все остальные коробки
Как устроена новая коробка Kia
DCT расшифровывается как Dual Clutch Transmission, то есть трансмиссия с двумя сцеплениями. Это первая многодисковая коробка — собственная разработка компании Kia Motors из Центра Исследований и Разработок в Намьянге.
Как вы уже могли догадаться, DCT — это в определенном смысле аналог знаменитой коробки DSG от Volkswagen, которая сначала радовала покупателей резвостью и экономичностью, потом досаждала поломками в своем 7-ступенчатом исполнении, а к 2014 году наконец лишилась явных конструктивных дефектов после доброго десятка доработок.
Для непосвященных кратко объясним, что DCT — это «робот», то есть конструктивно — механическая коробка с блоком управления и актуаторами, которые вместо водителя переключают передачи. А что такое «два сцепления»? Если вкратце, то, вообще-то, сцепление одно. Просто ведомых дисков у него два — один передает крутящий момент на нечетный ряд передач (1-3-5-7 и т.д.), второй — на четный (2-4-6 и т.д.).
Конструкция собрана таким образом, что диски сцепления сидят на одной оси, а их валы вложены один в другой. Второй вал длиннее первого и проходит насквозь. Каждый из них приводит в движение свой ряд шестерней: четный и нечетный. Между этими дисками находится ведущий диск — маховик, который вращает двигатель.
Включение и выключение дисков сцепления электромеханическое, что ускоряет процесс переключения. Но основная экономия времени при выборе передачи — в так называемом преселективном режиме работы АКПП. Если грубо, то пока включена, допустим, первая передача на нечетном ряду, на четном уже подготовлена к включению вторая — когда это будет необходимо, останется только отсоединить от маховика один диск сцепления и присоединить другой.
Электронный блок управления коробкой предугадывает динамику движения — разгон или торможение, заранее замыкая привод следующей зубчатой пары. Как на передачу вверх, так и вниз. Два процесса, отсоединение одного диска и присоединение другого, происходят одновременно.
Как вы понимаете, конструкция невероятно сложная. Незначительные отклонения в работе коробки на доли секунды и на доли миллиметра быстро приводят к ускоренному износу дисков и нестабильной работе с толчками при движении и т.п. Собственно, сложностями настройки электроники во многом и обусловлены проблемы с фольксвагеновской коробкой DSG.
В целом схема позволяет сократить время на переключение передач до 100-200 миллисекунд, обеспечить ровную тягу при разгоне и снизить расход топлива, экономя до 10%. В случае с Kia заявленная экономия — 5-7%.
История преселективных коробок
Сама по себе идея использования мультидискового сцепления была запатентована французским инженером Адольфом Кегрессом еще в 1935 году. Мсье Кегресс вообще был большим талантом и, помимо патента на то, что в будущем стало DCT, еще сделал первый внедорожник — гусеничный Руссо-Балт, о котором мы когда-нибудь расскажем. Но не будем отвлекаться. Из-за отсутствия технологических возможностей идея коробки с двумя сцеплениями осталась на бумаге.
В 80-х годах инженеры Porsche воплотили задумку в железе и использовали передовую разработку в кольцевых автогонках. Однако значительные габариты, большой вес и низкая надежность оставили коробку на уровне прототипа, и за гоночный трек она не вышла. Подобные попытки предпринимали и раллийные команды Peugeot и Audi, но закончилось все тем же — от использования отказались.
С середины 90-х VW начинает разработку своей версии мультидисковой АКПП под аббревиатурой DSG (Direct Speed Gearbox). Результатом стала серийная коробка, которая с 2003 года устанавливалась на Golf Mk4 R32. Опыт оказался настолько успешным, что им заинтересовались другие автопроизводители, а VW совершенствует эту коробку и по сей день, устанавливая ее практически на все свои серийные автомобили.
На данном этапе такие коробки делятся на два типа — сухие и мокрые. С сухими все понятно по определению. Диски работают, как в обычной механической коробке, на сухом трении. В мокрых диски сцепления погружены в масляную ванну. Сделано это для охлаждения при нагрузке свыше 350 ньютонов на метр. Мокрые «роботы» работают с «моментными» дизелями и высокофорсированными бензиновыми двигателями.
Расскажем о нескольких типичных представителях семейства преселективов.
Audi S-Tronic
Изначально S-tronic разрабатывался под высокие нагрузки: предельные значения 550 Н*м, 9 000 об/мин. Конструкторам пришлось обеспечить два контура смазки. Один отвечает за работу управляющей гидравлики и сцепления, другой обеспечивает смазку шестерней КПП. Причем масло используется разное. Так как плотность гидротрансформаторного масла может меняться при различной температуре, при агрессивных режимах работы масляная помпа имеет дополнительный вакуумный усилитель, способный поднять давление на непродолжительное время.
Другая особенность в том, что выходной вал передает вращение на межосевой дифференциал, расположенный прямо в корпусе самой АКПП. В зависимости от настроек дифференциал может передавать на заднюю ось от 35% до 85% крутящего момента (60% по умолчанию).
Двойное сцепление. Что это такое, основной принцип работы. Плюс подробное видео
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.
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.
Китайская DSG – чего ждать от робота на новых Haval F7?
На днях в России прошла официальная презентация новой модели кроссовера Haval F7, и главной изюминкой этой машины стала ее коробка – 7-ступенчатый робот с двумя мокрыми сцеплениями. Только ленивый обзорщик не позлорадствовал на тему китайской DSG, которая не вызывает доверия. Но так ли всё плохо на самом деле и чего стоит ожидать от этой коробки?
