Что такое двойное сцепление
Какими особенностями обладает двойное сцепление в автомобиле и как оно функционирует
Всё чаще в последнее время можно услышать о таком понятии как КПП с двойным типом сцепления. Значение двойного сцепления у многих вызывает недоумение и оставляет большое количество вопросов.
Подобным механизмом в настоящее время активно оснащают роботизированные коробки передач. Кроме традиционной задачи по обеспечению сцепления, КПП такого типа также способна предварительной выбирать очередную скорость при ещё включённой параллельно другой передаче. Это возможно благодаря использованию пары фрикционных муфт в конструкции.
Автомобилистов активно интересует устройство, принцип работы, сильные и слабые стороны такого решения. Насколько оно эффективное и действительно ли заслуживает внимания, нужно разобраться.
Немного истории
Создателем системы двойного сцепления для коробок передач принято считать конструктора по имени Адольф Кегресс. Этот французский инженер ещё в далёком для большинства из нас 1939 году изложил основную суть работы двойного сцепления.
Некоторые время спустя эту разработку начали применять на некоторых гоночных автомобилях. Хотя в итоге идея долгое время пылилась на полках, и оставалась полноценно реализованной лишь на бумаге. Спустя 40 лет про идею Кегресса вспомнили инженеры немецкой компании Porsche. Они принялись активно изучать устройство и полноценно воплощать идеи конструкция в жизнь.
Так что именно компанию Porsche следует считать первым автопроизводителем, который задействовал в своих автомобилях принцип двойного сцепления на коробках переключения передач. Их инженеры наглядно показали, как можно осуществлять переключение скоростей, когда КПП находится под нагрузкой, параллельно не сбрасывая при этом обороты силовой установки.
На то время, а именно в 1980 году, разработка стала революцией и настоящим прогрессом в сфере автомобилестроения. С помощью нововведения удалось значительно снизить влияние эффекта турбоямы, что для турбированных двигателей того времени было настоящей проблемой, которую никак не удавалось устранить.
В результате переключение стало плавным, равномерным, ушли различные рывки и провалы. Это позволило полноценно передавать крутящий момент без каких-либо серьёзных и заметных потерь.
Особенности устройства
Некоторые ошибочно сравнивают коробки передач с двойным сцеплением с механическими КПП, оснащёнными сервоприводом. Но в действительности ситуация обстоит несколько иначе. Это не совсем верная позиция, поскольку тут люди отталкиваются преимущественно от работы обычной роботизированной коробки не с двойным, а одинарным сцеплением.
Факт наличия двойного сцепления существенно меняет не только устройство КПП, но и устройство диска сцепления. Стоит напомнить, что в нашей ситуации применяется одновременно пара таких дисков.
Если сопоставить рассматриваемую КПП с механической коробкой, то получится, что у механики имеется один ведущий вал, на котором размещены все ключевые шестерни механизма. Плюс используется один диск и так называемая корзина. Подобное расположение можно считать классическим, в то время как у двойного сцепления конструкция выглядит совершенно иначе.
Начнём с того, что тут применяют сложные составные валы. Можно охарактеризовать ситуация как вал в валу. Если говорить достаточно грубо, то выглядит всё примерно следующим образом. В металлической трубе находится прут из металла, выходящий за пределы самой трубы, и осуществляет вращение внутри элемента. Это позволяет пруту (валу КПП) и самой трубе вращаться. Это и есть тот самый составной элемент коробки с двойным типом сцепления.
На одну из частей вала устанавливается комплект из шестерней, которые являются нечётными. То есть сюда идёт 1,3 и 5 шестерни, отвечающие за соответствующие передачи. На второй части идут уже чётные шестерни, то есть отвечающие за включение 2, 4 и 6 передач. Условно КПП с двойным сцеплением можно описать как конструкцию, где сочетается одновременная работа двух механических трансмиссий.
Вот и суть устройства, где условно две механики в едином механизме осуществляют свою работу попеременно. Пока одна коробка отвечает за разгон автомобиля, другая уже находится в работе и выполняет зацепление со следующей скоростью. То есть сначала машина едет на первой передаче, за которую отвечает один вал, параллельно второй вал готовится к переходу на 2 передачу, и так далее.
По сути, в таких коробках 1 и 2 передачи активируются одновременно, когда машина стартует. Переключение с одного вала на другой предусматривает возможность быстрого перехода с одной передачи на другую с минимальными потерями крутящего момента, без провалов и рывков. Это и называется попеременной работой.
Также в конструкции коробки предусмотрено использование компонентов от роботизированной системы. К ним относится электрический привод и сервопривод. Именно они отвечают за то, чтобы передачи переключались и осуществлялись иные необходимые процессы, такие как работа дисков сцепления. Тут отсутствует ремень или гидротрансформатор, как в вариаторных и автоматических коробках передач. Поэтому часто подобные КПП сравнивают именно с механическими по причине наличия между ними определённого сходства.
Принцип работы
Отдельно необходимо разобраться в принципе работы двойного сцепления, поскольку именно этот момент выделяет коробку на фоне остальных вариантов трансмиссий, устанавливаемых на автотранспортные средства.
Вы уже примерно поняли, как устроено и работает двойное сцепление. По сути это параллельно или попеременно работающие валы в количестве 2 штук. Для каждого вала предусмотрен свой пакет сцепления и определённый набор шестерней передач. Но объединены они в единый корпус и работают как один слаженный механизм.
В конструкции мы имеем одновременно два диска. Первый берёт на себя нечётные передачи, а второй отвечает за чётные. То есть 1, 3, 5 и 2, 4, 6 передачи соответственно.
Теперь конкретно о том, как это всё работает. В момент старта, когда автомобиль трогается с места, один диск сцепления, отвечающий за первую передачу, сжимается. Параллельно включается вторая передача, но она пока не задействована в работе по причине того, что пока её диск находится в разомкнутом состоянии. Затем, когда обороты силовой установки поднимаются до нужной отметки, чтобы переключаться на следующую скорость, происходит размыкание первого диска и сжатие второго. Тем самым трансмиссия переходит с первой передачи на вторую.
Поскольку в момент переключения шестерня второй передачи была уже в зацеплении, переход осуществляется практически моментально. Это позволяет не создавать никаких потерь, толчков, рывков и прочих неприятных ощущений.
Огромное достоинство коробок с двойным сцеплением заключается в том, что скорость переключения со скорости на следующую передачу мгновенная, процедура занимает доли секунды, которые остаются совершенно незаметными для водителя и двигателя. Как показывают исследования, в среднем на переход с одной передачи на другую затрачивает от 0,05 до 0,12 секунды. Много это или мало, судите сами.
Конструкция коробки продумана так, что сжимание и размыкание дисков осуществляется попеременно, осуществляя включение той или иной скорости, в зависимости от режима работы двигателя и текущих показателей оборотов.
Двойное сцепление на роботизированных трансмиссиях, предназначенных для автотранспортных средств, реализуется двумя способами. Это позволяет разделить сцепление на мокрый и сухой тип.
Разновидности двойного сцепления
Их называют сухим и мокрым сцеплением. При выборе автомобиля с подобной роботизированной коробкой следует обратить внимание на то, какое именно сцепление задействовано в их трансмиссиях, сухое или же мокрое. Разные производители применяют различные варианты исполнения системы.
В настоящий момент сухой тип сцепления считается самым распространённым. Согласно статистическим данным, на его долю приходится около 70% от всех автомобилей с подобными коробками передач, характеризующимися наличием двойного типа сцепления. Мокрые системы пока встречаются реже. Но к их преимуществам можно отнести более продолжительный срок службы.
Примечательно и то, что существуют автопроизводители, которые одновременно для своих автомобилей используют два варианта коробок с разным сцеплением. Ярким примером считается немецкий автоконцерн Volkswagen. В их ассортимент есть коробка роботизированного типа, маркируемая как DSG 6. Это мокрый вариант двойного сцепления. Но также присутствует коробка DSG 7. А это уже сухой тип исполнения.
Несмотря на кажущееся сходство, разница между двумя этими типами сцепления действительно существенная.
Отсюда может возникнуть закономерный вопрос, который касается причин повышенной надёжности именно мокрого сцепления, опережающего по этому параметру сухие аналоги.
Тут всё дело именно в трансмиссионном масле. Эта смазка обеспечивает не только вращение, но и высокоэффективное охлаждение в процессе работы. Такая особенность позволяет мокрому сцеплению выдерживать повышенные нагрузки при высоких оборотах. Под действием высокой нагрузки они не сгорают, в отличие от сухого сцепления.
Сухие варианты осуществляют вращение просто в воздухе, откуда возникают определённые ограничения в плане оборотов. Они не могут быть слишком высокими. В противном случае диски начнут перегружаться, гореть и выходить из строя. Замена в такой ситуации не такая уж дешёвая процедура.
Преимущества и недостатки
Напоследок стоит рассмотреть сильные и слабые стороны двойного сцепления, что позволит подвести некоторые итоги и сделать каждому из вас собственные выводы.
Оснащение машины двойным сцеплением действительно даёт ряд преимуществ. Но параллельно не стоит забывать о существующих недостатках, которые для многих покупателей могут оказаться решающими в вопросе отказа от идеи приобретения машины с двойным сцеплением.
Начнём всё же с положительных качеств. Таковых у двойного сцепления несколько:
Но всё не так идеально, как может показаться изначально.
У роботизированных КПП, оснащённых двойным сцеплением, также присутствует ряд отрицательных качеств. Среди основных и существенных недостатков выделяют следующие:
Сейчас вокруг подобных коробок ходит очень много шума, разговоров и споров. Но никак нельзя отрицать тот факт, что автолюбители пока не готовы к переходу на коробки с двойным сцеплением.
Да, изначально их могут привлекать весомые аргументы в пользу двойного сцепления, поскольку отличная динамика, повышенная экономичность и отсутствие рывков действительно выглядят здорово. Но когда человек узнаёт, во сколько может обойтись ремонт и что он обязательно потребуется максимум через 100 тысяч километров, а зачастую и раньше, то предпочитает отказаться от такой идеи, и выбрать более адекватную в плане обслуживания коробку. Пусть и не такую экономичную и динамичную.
Но не стоит ставить на трансмиссиях с двойным сцеплением крест. Их путь только начинается. Уже сейчас ведутся активные работы по устранению недостатков. В той же компании Volkswagen уверены, что им удалось справиться с проблемой быстрого износа деталей, они продлили срок службы, и ресурс отныне заслуживает уважения.
Автомобили с системой двойного сцепления
Уже было отмечено, что одной из подобных коробок является робот DSG в исполнении компании Volkswagen. Но эта немецкая компания является вовсе не единственным производителем, кто оснащает свои машины двойным сцеплением.
Есть ещё ряд компаний, для автомобиля которых предусматривается возможность комплектации подобным решением. Просто у всех присутствуют свои обозначения и маркировки. А именно:
Но это вовсе не означает, что сами автокомпании силами своих инженеров и конструкторов выпускают собственные роботизированные КПП с двойным типом сцепления.
Существует всего несколько компаний, которые поставляют коробки полностью в сборе или отдельные их компоненты ведущим автокомпаниям. Техническая сложность реализации таких коробок не позволяет всем желающим заниматься их изготовлением.
Можно выделить несколько главных производителей:
Некоторые компании берут у разных изготовителей различные компоненты, собирая собственную трансмиссию. В качестве примера можно привести роботизированную коробку от BMW. Здесь сама коробка взята у Getrag, а вот двойное сцепление для них поставляет BorgWarner.
Появление роботизированных КПП, имеющих двойное сцепление, стало действительно внушительным прорывом в автомобильной индустрии. Но пока рано говорить о каком-то превосходстве и массовом внедрении этих коробок в современные автомобили.
При всех своих объективных преимуществах, они имеют целый ряд весомых недостатков. Если производителям удастся хотя бы частично избавиться от минусов, оставив при этом все положительные качества, ситуация существенно поменяется. Главный акцент следует сделать на ресурсе коробок и их ремонтопригодности. Точнее на снижении стоимости. Но цена скорее упадёт по мере распространения трансмиссий, когда появится большее количество автосервисов и мастеров, готовых взяться за ремонт. Конкуренция поспособствует снижению стоимости обслуживания. Но пока многое говорит не в пользу этих решений.
Двойное сцепление
Двойное сцепление или преселективная коробка передач — это более продвинутая версия трансмиссии по сравнению с механическими и автоматическими коробками передач.
Главное ее преимущество заключается в том, что передача момента движения от двигателя к колесам происходит без потери мощности.
Чтобы понять, что это обозначает, нужно вспомнить принцип работы обыкновенной механической коробки передач, о чем мы уже писали на страницах нашего сайта для автолюбителей Vodi.su. Новичка за рулем можно вычислить по тому, как его автомобиль дергается и клюет носом в момент перехода с более низкой передачи на более высокую.
Это происходит потому, что человек не научился плавно переключать передачи — выжимая сцепление, мы отсоединяем коробку передач от двигателя, ставим рычаг в нужное положение и отпускаем сцепление. Колеса в это время катятся по инерции, пусть это и занимает какие-то доли секунды. Получается как бы провал в мощности, машина дергается, пассажиры испытывают дискомфорт.
С двойным сцеплением такой проблемы не может быть вообще.
Принцип работы двойного сцепления
Чтобы хорошо знать любую машину, нужно понимать принцип работы любого из узлов, а особенно это относится к коробке передач и двигателю. Например водители гоночных машин хорошо понимают, что из-за устройства механической КПП очень быстро набрать большую скорость довольно сложно — нужно уметь быстро переключаться с передачи на передачу.
Именно для спортивных машин и создавалось двойное сцепление.
Сама идея появилась еще в 1939 году, но реализовать ее удалось лишь в 80-х на примере автоконцернов Porsche, Volkswagen, Ford и Citroen, поскольку тут нужно было задействовать большое количество автоматики, которой в довоенные времена еще не было.
Если представить принцип работы схематически, то всё становится вполне понятно:
То есть фактически мы имеем дело с двумя коробками перемены передач, объединенными под одним корпусом.
Устройство коробки передач с двойным сцеплением
Если принцип работы представить и описать сравнительно просто, то устройство — довольно сложно. Наиболее совершенной на сегодняшний момент является фольксвагеновская коробка DSG — Direkt Schalt Getriebe.
Ее основными элементами являются:
Двойное сцепление может быть как сухим так и мокрым. Мокрое сцепление в случае с DSG применяется в коробках с четным количеством передач (обычно 6), сухое — с непарным (7). Как первый, так и второй тип нуждается в большом количестве качественного масла для коробки передач. Сухое сцепление изнашивается быстрее.
Большое значение имеет электронный блок управления — Mechatronic. В него поступает информация от датчиков и анализируется, на основании этой информации происходит подача масла, переключение передач и т.д.
Плюсы и минусы коробки с двойным сцеплением
Самый основной плюс — простота управления. В принципе, достаточно перевести рычаг-селектора в позицию D и можно не о чем не переживать — автоматика обо всем позаботится сама.
Однако, в отличие от автомата с гидромуфтой, в DSG все же есть трущиеся поверхности дисков сцепления, которые могут очень легко перегреться. От перегрева страдают не только диски и шестерни, но и автоматика. Поэтому внимательно читайте инструкцию — в пробках нельзя удерживать автомобиль длительное время с помощью педали тормоза — переходите на режим Neutral, или в режим ручного управления.
Также на ручной режим управления желательно переходить в сложных условиях — на бездорожье или на заснеженной трассе.
Если вы любитель быстрой и агрессивной езды, то переходите на режим S — Спорт. Хотя необходимо отметить, что коробки типа DSG — не самый лучший выбор для любителей рейсинга, поскольку автоматика не всегда поспевает за вашими решениями. Если вы ездите плавно и размерено, то информация считывается без проблем, если же, наоборот, вам приходится резко разгоняться и тормозить, то могут быть достаточно длительные провалы в мощности — до 800 миллисекунд.
Ну и ремонт DSG — дело не дешевое, не все механики могут взяться за этот труд.
Видео о том как устроена и работает коробка передач с двойным сцеплением.
Двойное сцепление, описание и принцип работы
Современные автомобили стали оснащать не только улучшенными коробками передач, но и двойным сцеплением. Такой ид один из лучших на сегодняшний день, расскажем о принципе работы и его устройстве. Современные автомобили стали оснащать не только улучшенными коробками передач, но и двойным сцеплением. Такой ид один из лучших на сегодняшний день, расскажем о принципе работы и его устройстве.
В многих нынешних роботизированных коробках передач установлено двойное сцепление. Помимо стандартного назначения сцепления, оно обеспечивает предварительный выбор последующей передачи, когда включена предыдущая. Такой выбор достигается благодаря поочередной работе фрикционных муфт.
Благодаря такой налаженной работе, крутящий момент непрерывно передается на ведущие колеса от двигателя.
Разновидность механизмов
Двойное сцепление как уже понятно работает согласовано с коробкой передач. В роботизированных кпп с двойным сцеплением, для нечетных и четных передач используется разное сцепление. Можно сказать, что по сути это две разные коробки, которые находятся в одном корпусе и работают как одно целое.
Впервые использование двойного сцепления упоминается в 1980 году в компании Audi и Porsche, которые использовали свои разработки для своих же спорткарах. В наши дни оно перекочевало в серийные модели и получило название:
Это еще не полный список производителей, которые используют подобную технологию для своих автомобилей.
Несмотря на название компании автопроизводителя, производитель «двойного» совсем другой. Ввиду сложности технологии работы такого механизма выделяют производителей:
Часто бывает, что автопроизводители совмещают запчасти и отдельные системы от разных производителей. К примеру компания BMW от BorgWarner берут двойное сцепление, а от Getrag коробку передач.
«Мокрое» двойное
Различают два вида сцепления, сухое и мокрое (оно же многодисковое в масле). Так называемое «мокрое» имеет лучшее охлаждение. Чаще всего ставится на коробки передач, крутящий момент которых от 250 Нм и выше. Примером может быть автомобиль Bugatti Veyron, крутящий момент которого достигает 1250 Нм.
Вторая набор дисков закреплен на отдельных ступицах, которые находятся на первичном вале соответственного ряда передач. В нормальном положении механизм будет разомкнутым. Что касается замыкания, то производится это благодаря гидроцилиндрам под управлением модуля электрогидравлики. Исходное положение диски принимают за счет пружин.
Зависимо от конструкции двойного сцепления, пакеты фрикционных дисков могут располагаться по-разному, концентрически или параллельно. Концентрически когда муфты будут расположены в одной плоскости и перпендикулярны первичному валу. В таком положении муфты более компактны. Обычно применяют в кпп с передним приводом колес и поперечным расположением двигателя.Как правило, внутренняя муфта отвечает за переключение четных передач, а внешняя за нечетные передачи. Становится ясно, что такой набор рассчитан на передачу большого крутящего момента.
Параллельное — когда муфты располагаются друг за другом. Как правило, такое расположение используют для заднеприводных автомобилей.
Сухое двойное
Как упоминалось выше, «мокрое» сцепление устанавливается для крутящего момента от 250 Нм. Что же касается сухого сцепления, то максимальный крутящий момент для него 250 Нм. Эффективность этого сцепления достигается благодаря самым минимальным потерям мощности агрегата на привод насоса масляного.
В нормальном положении механизм разомкнут. Весь принцип работы «сухого» положен в передаче крутящего момента на положенный диск сцепления от ведущего диска, а далее на соответственный первичный вал коробки передач. Как правило, каждое сухое сцепление работает не зависимо друг от друга, что дает большую надежность.
Во время замыкания сцепления, рычаг прижимает подшипник выжимной к диафрагменной пружине, она в свою очередь передают все усилие нажимному диску, а далее на диск сцепления. Сам же диск сцепления прижимается к диску ведущему, после чего крутящий момент поступает на первичный вал кпп.
Графические схемы мокрого и сухого сцеплений
Схема мокрого двойного сцепления:
Схема сухого двойного сцепления:
Видео принципа работы системы S-Tronic на Audi:
Устройство и принцип работы двойного сцепления
Двойное сцепление применяется в основном на автомобилях, оснащенных роботизированной коробкой передач. Этот гибрид механики с автоматом сочетает в себе все достоинства обеих трансмиссий: хорошую динамику, экономичность, комфорт и плавность переключения передач. Из статьи узнаем, чем отличается двойное сцепление от обычного, а также познакомимся с его разновидностями, преимуществами и недостатками.
Двойное сцепление и принцип его работы
Изначально двойное сцепление создавалась для гоночных автомобилей, оснащенных механической трансмиссией. Механическая КПП не позволяла быстро набирать нужную скорость из-за возникающих при переключении передач потерь, которые образуются за счет разрыва потока мощности, идущего от двигателя к ведущим колесам. Применение двойного сцепления практически полностью избавило автолюбителей от данного недостатка. Скорость переключения передачи составляет всего восемь миллисекунд.
Преселективная коробка передач (другое название – КПП с двойным сцеплением), по сути, представляет собой комбинацию двух коробок в одном корпусе. При уже включенной текущей передаче преселективная коробка обеспечивает выбор следующей передачи за счет поочередного действия двух фрикционных муфт сцепления.
Управление преселективной коробкой осуществляется за счет электроники, а переключение скоростей происходит плавно и своевременно. Пока одно сцепление работает, второе находится в режиме ожидания и начнет выполнять свои функции сразу же после поступления соответствующей команды блока управления.
Виды двойного сцепления
В зависимости от рабочей среды различают два типа сцепления: сухое и мокрое.
Устройство и принцип работы сухого двойного сцепления
Сухое двухдисковое сцепление применяется в коробках с нечетным количеством передач (например, DSG 7) и состоит из:
Принцип работы преселективной сухой коробки заключается в передаче крутящего момента от двигателя к трансмиссии за счет сухого трения, образующегося в результате взаимодействия ведущего и ведомого дисков сцепления.
Преимущество сухого сцепления перед мокрым заключается в том, что оно не требует большого количества масла. Также сухое сцепление более эффективно расходует мощность двигателя, предназначенную для привода масляного насоса. Недостатком сухого сцепления является его более быстрое изнашивание по сравнению с мокрым. Это происходит за счет того, что каждое из сцеплений попеременно находится во включенном состоянии. Также повышенный износ объясняется не только конструкцией и принципом работы устройства, но и особенностями вождения автомобиля.
Устройство и принцип работы мокрого двойного сцепления
Мокрое многодисковое сцепление применяется в трансмиссиях с четным количеством передач (DSG 6) и требует обязательного наличия гидронасоса и масляного резервуара, в котором находятся диски. Помимо этого в состав мокрого сцепления входят также:
Многодисковое сцепление функционирует в масле. Передача крутящего момента с двигателя на КПП осуществляется в результате сжатия ведомых и ведущих дисков. Главным минусом мокрого сцепления является сложность его конструкции и высокая стоимость обслуживания и ремонта. Да и масла для мокрого сцепления требуется значительно больше.
С другой стороны, многодисковое сцепление лучше охлаждается, может использоваться для передачи большего крутящего момента и обладает более высокой надежностью.
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.