Автоматизированные коробки передач с двойным сцеплением

Назначение двойного сцепления

Наконец-то классическая автоматическая коробка передач обзавелась конкурентом. «Коробка передач последовательного переключения» DSG (DirektSchaltGetriebe) захватывает рынок. Может быть, ощущения комфорта от переключений передач несколько отстают от классической АКПП, однако коэффициент полезного действия значительно выше при полной автоматике всех происходящих процессов. За счёт того что скорость переключения передач в автомобиле с двойным сцеплением очень мала, в первую очередь она представила интерес для спортивных машин. В тоже время габаритные размеры двойного сцепления довольно малы и сопоставимы с размерами обычного сцепления, поэтому использование этого механизма возимело смысл во всех автомобилях, как говорится от мала до велика. Коробка предназначена для всех типов автомобилей, от экономных до спортивных машин, при этом покрывается большой объем рынка и стоимость продукции уже не столь велика, как это было в первых тестовых образцах и протопипах.

Тем не менее разработка и производство двойного сцепления - очень технологичный и точный процесс. К примеру, програмное управление должно регулировать степень закрытия сцепления при трогании с места вперёд и движении задним ходом. Современные моторы сконструированы таким образом, что уже при трогании выдают довольно таки большой вращательный момент. чтобы ускорение автомобиля было не очень большим и вместе с тем поддавалось управлению, выходной вал двигателя по отношению к входному валу кпп должен вращаться с проскальзываниме, которое и должно обеспечивать двойное сцепление в автоматическом режиме. Поэтому к сцеплению предъявляются особые требования. 

Двойное сцепление для быстрого переключения

Существуют сцепления с полностью сухими поверхностями трения и те, которые работают в масляной ванне (они называются мокрые). Как правило, для передачи одинакового вращательного момента поверхность трения в мокрых сцеплениях,  несмотря на меньший диаметр, больше чем в сухих, за счёт наличия в сцеплении набора из нескольких фрикционных и стальных дисков. До недавнего момента многодисковые сцепления использовались только в мотоциклах и автоматических коробках передач. Постепенно  они начинают  внедряться в остальные сегменты автомобилестроения. 

 

Двойное сцепление используется в основном для автоматического переключения передач

В то время как классическое мокрое сцепление в мотоциклах переключается в основном вручную и работает в масляной ванне с соответствующими потерями мощности из-за вязкого трения масла, в автомобилях работает двойное сцепление вместе с автоматизированной коробкой передач, а иногда используется и в полностью автоматической коробке передач вместо гидротрансформатора (только мокрое сцепление). Оно реагирует на команды блока управления коробкой передач и перемещается по средствам гидропривода (мокрое сцепление) или электропривода (сухое).

 

Современные мокрые сцепления без потерь мощности

Мокрые сцепления в настоящий момент опережают сухие, потому что циркуляция масла в них активнее отводит тепло от поверхностей трения. При этом новое масло в область контакта подаётся только в момент закрытия сцепления. При константной езде в одной передаче происходит отток масла от поверхностей сцепления и за счёт этого потери мощности снижаются. В этом режиме использования по экономичности мокрое сцепление может конкурировать с сухим. Естественно поверхности трения у этих двух разных систем не одинаковы, однако коэффициента трения мокрого слоя, который несколько ниже, хватает для передачи момента двигателя в закрытом состоянии без проскальзывания.

 

Сравнительная таблица сухого и мокрого сцеплений

 

      Сухое двойное сцепление

 

         Мокрое двойное сцепление

 

Сухое двойное сцепление Мокрое двойное сцепление

 

   Сухое двойное сцепление  Мокрое двойное сцепление
Экономичность Наилучшие показатели экономии топлива, даже в сравнении с ручной кпп В среднем расход на 6% больше чем у сухого сцепления из-за вязкого трения масла и работы масляного насоса
Максмальная передаваемая мощность Максимальный передаваемый момент двигателя ограничен из-за медленного охлаждения контактирующих поверхностей  Могут передавать большой вращательный момент. Лучшее охлаждение за счёт масляного потока 
Разработка и управление Разработка сухих двойных сцеплений требует особых затрат касательно програмного управления, поскольку неизбежный длительный износ сцепления должен быть учтён и в зависмости от времени должна меняться стратегия управления закрытием и открытием сцепления. Нет значительных затрат на разработку из-за отсутствия износа 
Скорость переключения Сопоставима с мокрым сцеплением, больше чем в ручной кпп. Время переключения от 0.12 до 0.05 с Сопоставима с сухим сцеплением, больше чем в ручной кпп. Время переключения от 0.12 до 0.05 с

 


Также о коробках передач с двойным сцеплением, их устройстве и принципиальной кинематической схеме вы узнаете в статье Современные типы АКПП.