Устройство коробки переключения передач

Какие бывают роботизированные коробки передач с двумя сцеплениями

Их можно разделить на два типа:

• с мокрым сцеплением;
• с сухим сцеплением.

Как правило первый вариант используется на более мощных двигателях, крутящий момент которых превышает 350 Нм. Для того чтобы развеять миф ненадежности таких кпп, приведем в пример Bugatti Veyron, DCT на котором справляется с мощностью мотора в 1 250 Нм крутящего момента. Среди роботизированных трансмиссий устанавливаемых на автомобили марки Audi и Volkswagen, самым надежным роботом считается DSG-7 DQ500, в стоке способная “переварить” до 600 Нм крутящего момента. Трансмиссии с сухим сцеплением устанавливаются в основном на автомобили с маломощными двигателями, не превышающими отметку в 250 Нм крутящего момента.(полный список автомобилей с дсг 7)

Помимо Audi и Volkswagen еще несколько компаний оснащающие свои машины подобного типа коробками:

Lamborghini – компания использует 7-ми ступенчатый робот под названием Lamborghini Doppia Frizione (LDF). Устанавливается на модель Huracán LP610-4 2014 модельного года с 5.2 литровым силовым агрегатом V10 мощностью 610 л.с. и 560 Нм. крутящего момента

Важно отметить, Lamborghini Doppia Frizione (LDF) позволяет использовать функцию Launch Control для максимально быстрого ускорения при разгоне с места.

BMW – в 2008 году баварский производитель вывел на рынок M3 с коробкой производства Getrag, с двойным сцеплением от BorgWarner, получившей название M double-clutch transmission (M DCT). Затем она устанавливалась на модель Z4 второго поколения в версиях (sDrive35i и sDrive35is) и еще ряде моделей включая 135i. С 2014 года 7-ми ступенчатый робот (DCT) устанавливается на M3 в кузове F80  и М4 соответственно в кузове F82.

Mercedes-Benz использует 7-ступенчатую SpeedShift трансмиссию производства Getrag, устанавливая ее на модель SLA AMG, тот же блок DCT используется на модели Ferrari California

У компании Mercedes-Benz имеются и собственные разработки 7-ми ступенчатой коробки с двойным сцеплением, которая устанавливается на модели CLA 250 и GLA250.

Ford – начиная с 2008 года PowerShift с мокрым сцеплением устанавливается на модели Focus и C-Max. DCT произведена Ford Motor Company в сотрудничестве с Getrag и LUK. Есть еще один вариант PowerShift с сухим сцеплением, он менее надежен но его стоимость значительно ниже, стоимости варианта с мокрым сцеплением. Данная кпп также встречается на Volvo S60.

Acura – DCT с 9-тью передачами устанавливается на суперкар NSX.

KIA/Hyundai – корейские производители также решили устанавливать на свои модели роботы с двойным сцеплением (DCT), одной из первых таких моделей стал CEE’D GT. В планах компании установка данной кпп на модели Pro CEED GT, CEED Koup и еще несколько моделей не продающихся в нашей стране. Главными преимуществами робота с двойным сухим сцеплением является его экономичность и быстрое переключение передач. Hyundai устанавливает (EcoShift) на  Veloster,  Veloster Turbo, Sonata, i30 и Tucson.

Mitsubishi – для своих спортивных моделей Lancer Evolution X и Lancer Ralliart, компания использует спортивную коробку передач с двойным сцеплением, под названием Twin Clutch SST. Достоинствами TC-SST можно считать быстрое переключение пердач, позволяющее снизить время разгона.

Nissan – несложно догадаться, что DCT устанавливается на GT-R, который на сегодняшний день является одним из лучших в своем классе автомобилей. На спорткаре установлена 6-ступенчатая роботизированная коробка передач BorgWarner (DCT GR6) с двойным сцеплением. Переключение передач происходит за 0.15 секунд.

Porsche – изначально подобного рода коробки передач устанавливались исключительно на спортивные автомобили, они были разработаны в сотрудничестве с ZF Friedrichshafen AG. Гражданские модели получили Porsche Doppelkupplungsgetriebe (PDK), достаточно надежные и очень шустрые.

Peugeot/Citroen – одни из немногих, кто первыми стали устанавливать роботов на кроссоверы (Peugeot 4007 и Citroen C-Crosser). Автоматическая 6-ступенчатая коробка передач DCS с двумя сцеплениями устанавливается на модификации с 2.2 HDi 156 л.с. и 389 Нм крутящего момента.

Renault – французская компания также не упустила шанс испробовать современную технологию, в результате чего в 2010 году появился Megane с роботизированной коробкой с двойным сухим сцеплением EDC DC 4

И это далеко не полный список, новую технологию внедряют китайские производители на BYD и Qoros, немецкие на Smart и прочие.

Распространенные проблемы

Проблемы, связанные с работой роботизированной трансмиссии, можно разделить на несколько видов:

1. Появление посторонних звуков в функционировании агрегата. Речь идет о скрежете, а также металлическом лязге. С такими проблемами нет смысла обращаться к официальному дилеру, поскольку инженеры компании Фольксваген считают подобные неисправности несерьезными. Представитель производителя не возьмется за ремонт коробки, если в ее работе отсутствуют пинки либо вибрации, аргументируя это особенностью функционирования трансмиссии. Более точно определить неисправность позволит самостоятельная компьютерная диагностика.
2. Появление рывков, вибраций, пинков, а также снижение тяги во время разгона машины. С такими проблемами часто сталкиваются автовладельцы, в транспортных средствах которых износилось сцепление. Предотвратить эту неисправность не удастся. После ее появления проблема продолжит прогрессировать. Вибрация может проявляться при разгоне на второй скорости и пропадать через несколько секунд, когда водитель объедет препятствие. Сцепление считается слабым «звеном» в работе системы. При поломке узла специалисты советуют ставить на машины устройства DQ200. По утверждению представителей компании Фольксваген, этот вариант более надежен и обладает увеличенным ресурсом эксплуатации.
3. Активация аварийного режима. Обычно это происходит в результате отсутствия передач. Проблема может проявиться во время движения либо при запуске силового агрегата. Можно попытаться избавиться от неисправности методом отключения и повторной активации зажигания. Причина проблемы кроется в выходе из строя мехатроника, устройство придется ремонтировать или менять. Стоимость нового узла составляет до 90 тысяч рублей. По конструкции управляющий модуль мехатроника представляет собой сложный узел, он предназначен для управления трансмиссионным агрегатом.
4. Неисправности могут проявиться в результате ошибок, допущенных при замене рабочей жидкости, если синтетическая смазка была заменена на минеральную. Когда автомобиль используется в регионе с теплым климатом, то взаимодействие «синтетики» с медными компонентами трансмиссии может стать причиной короткого замыкания. Это приведет к неисправностям в работе электрической составляющей.

Требования к конструкции

К сцеплению автомобиля, как известно, предъявляются определенные требования, оно должно обеспечивать:

• беспроблемное, а главное — плавное включение, что позволяет снизить уровень нагрузок на коробку передач и улучшить динамику в целом;
• полное выключение в деактивированном положении, это позволит снизить вероятность того, что автомобиль поведет, соответственно снизится вероятность опасной остановки ДВС;
• надежное включение при активированном положении, что способствует снижению вероятности пробуксовки;
• оптимальный отвод тепла, соответственно, вашему транспортному средству не будут грозить проблемы с перегревом устройства;
• долгий срок эксплуатации и износостойкость поверхностей трущихся элементов;
• комфорт в плане управления и удобство.

Помимо этого, данные механизмы, как и другие узлы транспортного средства, должны обладать такими параметрами, как обеспечение наиболее оптимальных габаритов и небольшого веса. Устройство должно быть максимально надежным и технологичным, обладать высоким сроком эксплуатации.

 Загрузка …

Двойное сцепление. Устройство и принцип работы коробки передач с двойным сцеплением

Как мы знаем, прогресс на месте не удержишь. Классический тандем из МКПП и АКПП, которые устанавливаются на автомобили уже достаточно долго время, был единственным доступным выбором среди автомобилей серийного производства. Фактически, вся практика использовать последние наработки в сфере оснащения автомобиля пришла к нам из гоночных автомобилей, где для улучшения свойств автомобилей инженеры днём и ночью применяли все более новые и совершенные технологии. Одним из таких продуктов долголетней работы стало изобретения качественно новой коробки передач, которая имела двойное сцепление. Со временем, разработкой вооружились крупные производители серийного сегмента автомобилей и стали оснащать свои автомобили подобным устройством. Именно о нём мы сегодня поговорим, и разберем его плюсы и минусы.

Структура работы устройства

Главной отличительной чертой двойного сцепления от типичного является шестерня коробки, которая расположена на 2-ух валах.

Здесь вы видите схематичное изображение двойного сцепления. Фото: 900igr.net

Одно сцепление отвечает за передачу крутящего момента первому валу, второе же- за то, чтобы вращение передалось на 2- ой вал. Один вал контролирует четную передачу, а второй- за нечетную. То есть коробка передач- это комбинация 2 шестерней, способных осуществлять работу по очереди.

Каким образом осуществляется работа двойного сцепления

В случае использования простого сцепления крутящий момент и мощность частично теряется. При условии использования двойного сцепления автоматика не ждёт решения водителя переключиться на вторую передачу, а переключается автоматически. Когда приходит время переключать передачу, первый диск сцепления отключается, и происходит включение второго диска. Для переключения передач система ориентируется на сигналы, поступающие от датчиков.

Фото: nivus.ru

Виды двойного сцепления

Двойное сцепление может быть мокрым и сухим.

В мокром типе сцепления узловой элемент размещается в масляной среде, из-за чего элементы нагреваются не очень сильно. Мокрый тип сцепления желательно устанавливать в мощные и скоростные автомобили, где передается большой крутящий момент.

Мокрый тип используется в трансмиссиях, имеющих четное кол-во передач, и нуждается в наличии масла, в котором и располагается сам диск. Мокрое сцепление состоит из двух пакетов фрикционного диска, 4-ех ступиц, поршней, а также пружин.

Крутящий момент в двойном сцеплении мокрого типа передается из двигателя на КПП благодаря сжатию ведомого и ведущего диска. Фото: skoda-autos.ru

Главный недостаток двойного сцепления мокрого типа – излишняя запутанность в его структуре, а также довольно высокие цены на эксплуатацию и ремонт.

Масло для сцепления данного типа необходимо в больших количествах. Одно из главных преимуществ двойного сцепления мокрого типа – более эффективное его охлаждение. Мокрое двойное сцепление наделено гораздо большей по уровню надежностью.

Сухой тип сцепления является более простым и надёжным, нежели мокрый, благодаря отсутствию масляного насоса. Сухое сцепление имеет 1 ведущий диск. Фото: forum.zr.ru

На сегодняшний день сухое двойное сцепление – наиболее распространенное, его устанавливают практически на семьдесят процентов авто, которые оснащены данной трансмиссией.

«Мокрый» тип двойного сцепления ставится немного реже, однако он может проработать большее количество времени.

Некоторые автопроизводители могут совмещать на машинах одновременно оба варианта, например, VW, который оснащен как мокрым вариантом двойного сцепления, так и сухим вариантом.

Но отчего же мокрый тип двойного сцепления более надежный, нежели сухой? Все дело в том, что диск, который вращается в масле, в нем и охлаждается, и в связи с этим может выдерживать огромные обороты и при этом не «сгорать». А сухой тип будет вращаться в пространстве и его будут ограничивать обороты, так как от излишне высоких оборотов он вскоре начнет гореть и деформироваться.

Плюсы двойных сцеплений

• При использовании двойного сцепления в процессе движения сохраняется плавное движение машины. При переключении передачи никакие толчки и рывки не наблюдаются.
• Возможно, происходит некоторая топливная экономия. Это происходит в связи с тем, что во переключения передачи не происходит потеря мощности.
• Происходит увеличение динамики разгона машины, ибо во время передачи крутящего момента не наблюдается задержек.

Двойное сцепление более сложное, нежели обычное. В связи с этим обслуживание и ремонт этого узла довольно сложен. Фото: акппфорд.рф

Минусы двойных сцеплений

Во время езды в авто спортивного стиля с частым торможением и разгоном у водителей может возникать проблема с ощущениями машины.

Безусловный лидер в эффективном производстве авто, которые оборудованы коробками двойного сцепления – Фольксваген. С двухтысячных годов несколько моделей начали комплектоваться шестиступенчатой КПП с прямым включением двойного сцепления. Следующее поколение- семиступенчатое двойное сцепление.

Двойное сцепление может объединять все преимущества «механики», к примеру, хороший и экономный топливный расход, и «автоматики», а именно комфортный и плавный ход, однако у данной системы есть и некоторые недостатки.

Учтите, что установку двойного сцепления нельзя назвать делом дешевым, не каждый механик возьмется за данную работу. Установка обычного сцепления будет стоить гораздо дешевле.

О некоторых других особенностях двойного сцепление узнайте из этого видео:

Из чего состоит сцепление

Чтоб не ломать сцепление, нужно знать не только как оно работает поверхностно и какие его функции, но и с каких деталей оно состоит. К основным составляющим частям относят ведомую и ведущую части, механизм отключения и нажимную систему.

Момент вращения двигателя передается от маховика на детали ведущей части, последние в свою очередь передают крутящий момент на ведущий вал КПП. Момент трения обеспечивается благодаря нажимному механизму, который благодаря плотному сцеплению ведомой и ведущей части, дает долгожданный результат движения.

Немаловажным считается выключение сцепления. Так один диск, на котором расположены периферическим образом пружины, расположено в чугунном картере, тот в свою очередь располагается в блок-картере двигателя.

В ведущую часть входит кожух сцепления и маховик, последний в свою очередь крепится к маховику коленчатого вала за счет шести специальных болтов. Нажимной диск размещается в средней части кожуха. Вращающий момент нажимного диска передается от маховика через три выступления, которые имеются в диске и входят в окна кожуха. Ведомый диск, ступица, ведущий вал коробки смены передач являются основными и обязательными составными ведомой части сцепления.

По обе стороны ведомого диска размещены фрикционные накладки, изготовлены из медно-асбестового состава (или же иного металлоасбестового состава), которые выдерживают необычайно высокую температуру и известны своими фрикционными свойствами. Со ступицей ведомый диск соединен заклепками либо же через пружины. Эти пружины являются составной частью пружинно-фрикционного гасителя вращающихся колебаний (то есть демпфера)

МЕХАНИЗМ СЦЕПЛЕНИЯ

Механизм сцепления представляет собой устройство, в котором происходит передача крутящего момента за счет работы сил трения. Механизм сцепления позволяет кратковременно разъединять двигатель и коробку передач, а затем плавно их соединять. Элементы механизма заключены в картер сцепления, который крепится к картеру двигателя.

Механизм сцепления состоит из:

• картера и кожуха,
• ведущего диска (которым является маховик двигателя),
• нажимного диска с пружинами,
• ведомого диска с износостойкими накладками.

Ведомый диск постоянно прижат к маховику нажимным диском под воздействием сильных пружин. За счет огромных сил трения между маховиком, ведомым и нажимным дисками, все это вместе вращается при работе двигателя. Но только тогда, когда водитель не трогает педаль сцепления, независимо от того едет ли или стоит на месте автомобиль.

Для начала движения машины, необходимо прижать ведомый диск, связанный с ведущими колесами к вращающемуся маховику, то есть — включить сцепление. И это сложная задача, так как угловая скорость вращения маховика составляет 20 — 25 оборотов в секунду, а скорость вращения ведущих колес – ноль.

Сцепление включено

На первом этапе работы по включению сцепления — приотпускаем педаль, т.е. даем возможность пружинам нажимного диска подвести ведомый диск к маховику до их легкого соприкосновения. За счет сил трения диск, проскальзывая некоторое время относительно маховика, тоже начнет вращаться, а автомобиль потихоньку ползти.

На втором этапе – удерживаем ведомый диск от какого-либо перемещения, т.е. на две — три секунды удерживаем педаль сцепления в средней позиции для того, чтобы скорость вращения маховика и диска уравнялись. Машина при этом увеличивает скорость движения.

На третьем этапе — маховик вместе с нажимным и ведомым дисками уже вращаются вместе без проскальзывания и с одинаковой скоростью, 100%-но передавая крутящий момент к коробке передач и далее на ведущие колеса автомобиля. Это соответствует состоянию механизма сцепления – включено, автомобиль едет. Теперь остается только полностью отпустить педаль сцепления и убрать с нее ногу.

Если при начале движения педаль сцепления резко бросить, то автомобиль «прыгнет» вперед, а двигатель заглохнет.

Для выключения сцепления водитель нажимает на педаль, при этом нажимной диск отходит от маховика и освобождает ведомый диск, прерывая передачу крутящего момента от двигателя к коробке передач. Нажимать на педаль сцепления следует достаточно быстрым, но не резким, спокойным движением до конца хода педали.

Сцепление выключено

освоив работу с педалью сцепления в три этапа

Конструкция и принцип действия фрикционного сцепления

Фрикционные обеспечивают передачу вращения за счет сил трения. Сейчас такой тип является одним из самых распространенных.

При этом существует немало модификаций его с разными конструктивными особенностями. Поэтому сцепления фрикционного типа можно разделить по нескольким критериям:

• Вид трения;
• Число потоков передач вращения;
• Количество ведомых дисков;
• Тип управления.

В целом все сцепления фрикционного типа работают по одному принципу, различие же между ними сводится лишь к определенным конструктивным особенностям.

Для большего понимания того, как функционирует сцепления этого типа, коротко рассмотрим конструкцию и принцип действия одного из самых распространенных – однодискового, «сухого», которое применяется на самой разной технике, оснащаемой механической КПП.

Основными элементами его являются два диска – ведущий и ведомый. Первый жестко связан с двигателем (прикручен к маховику), второй – соединен с первичным валом КПП.

При этом ведомый диск в процессе работы должен смещаться по валу, поэтому соединен он с валом не жестко, а посредством шлицевого соединения.

Ведущий диск – название условное, поскольку конструкция его включает в себя непосредственно сам диск, корпус, с которым он соединен направляющими, пружины, обеспечивающие прижим диска.

В народе эту составляющую еще часто называют «корзиной» и «феродо» (нарицательное название от компании, занимающейся выпуском запчастей, включая элементы сцепления).

Особенность конструкции «корзины» заключается в том, что диск имеет возможность перемещаться по направляющих относительно корпуса, но пружины удерживают его на максимальном удалении от корпуса, который уже и крепиться жестко к маховику.

ПОПУЛЯРНОЕ У ЧИТАТЕЛЕЙ: Прокачка гидропривода сцепления Renault Duster

Также в конструкции диска входят элементы, которые позволяют осуществлять его перемещение относительно корпуса (диафрагменная пружина или специальные лапки).

Ведомый элемент представляет собой круглый диск, закрепленный на ступице (с проделанным отверстием со шлицами), по обеим сторонам которого закреплены (наклеены, приклепаны) специальные накладки, обеспечивающие повышение трения (фрикционные).

Отметим, что диск со ступицей соединен не напрямую, а посредством специальных демпферов.

Принцип работы у этого типа узла такой: корпус ведущего диска крепиться к маховику. Между корзиной и маховиком помещен ведомый диск.

Поскольку пружины постоянно отжимают ведущий элемент от корпуса, ведомый находится зажатым, то есть, в обычном состоянии вращение передается постоянно.

На первичном валу установлена направляющая втулка, на которой размещен выжимной подшипник, выполняющий роль основного элемента управления.

Посредством вилки этот подшипник связан с приводом. Водитель, воздействуя на привод, обеспечивает перемещение подшипника по втулке.

При этом он начинает давить на диафрагменную пружину или лапки, благодаря чему ведущий диск по направляющим смещается относительно корпуса и ведомый диск высвобождается – происходит прерывание передачи вращения.

Этот принцип работы заложен практически во все виды фрикционного типа, несмотря на их конструктивные особенности.