Сцепление акпп: есть ли сцепление в коробке автомат – Есть ли сцепление в автоматической коробке передач

Содержание

есть ли сцепление в коробке автомат

Как известно, на трансмиссию передается крутящий момент от двигателя. При этом передача момента на автомобилях с МКПП происходит через механизм сцепления. Также сцепление присутствует и в устройстве роботизированных коробок передач. Что касается АКПП, владельцы таких автомобилей часто интересуются, есть ли сцепление на коробке автомат, как оно работает, когда менять сцепление АКПП и т.п.

В этой статье мы рассмотрим, как реализована передача крутящего момента от силового агрегата  на машинах с автоматом, а также какие особенности и отличия сцепления на коробке автомат можно выделить по сравнению с МКПП или РКПП.

Содержание статьи

Коробка автомат и сцепление

Чтобы было понятнее, начнем с привычной механики. Конструкция сцепления на таких КПП простая. В основе лежит взаимодействие двух дисков: ведомого и ведущего. В двух словах, ведомый диск прижимается к ведущему диску усилием пружин, за счет чего и происходит передача крутящего момента от двигателя.

Как только водитель нажмет на педаль сцепления, диски разжимаются, отодвигаясь один от другого. Передача момента от ДВС прекращается, при этом появляется возможность переключать передачи.

Если просто, пока автомобиль с МКПП движется на той или иной передаче, сцепление замкнуто, для переключения передачи (как пониженной, так и повышенной) выжимается педаль сцепления, диски сцепления при этом размыкаются, водитель включает нужную передачу, после чего отпускает педаль сцепления.

Далее сцепление снова замыкается и крутящий момент продолжает передаваться от ДВС на КПП. Кстати, по такому же принципу работают и роботизированные коробки передач, только в этом случае за выжим сцепления и выбор/включение нужной передачи отвечают исполнительные устройства под управлением ЭБУ.

Отметим, что сам механизм сцепления надежный и выносливый, но только при условии правильного обращения. Если сцепление передерживать, выжимать не полностью, буксовать и т.д., тогда быстро выходит из строя выжимной подшипник, сцепление «подпаливается», его диски стираются.

В результате связь изношенных дисков ухудшается, нет должного прилегания поверхностей, сцепление начинает пробуксовывать. Не удивительно, что машина с изношенным сцеплением хуже разгоняется, так как теряется часть крутящего момента от силового агрегата, при езде передачи могут включаться с трудом и т.д.

  • Теперь перейдем к гидромеханической АКПП. Что касается данной трансмиссии и вопроса, есть ли на автоматической коробке передач сцепление, а также как переключаются передачи, сразу ответим, что привычного сцепления по аналогии с механикой там нет.

Другими словами, полное отсутствие сухих дисков, прилегающих друг к другу и размыкающихся в нужный момент, корзины сцепления, выжимного подшипника и т.д. При этом разрыв мощности (отключение передачи крутящего момента от ДВС на КПП при переключении передач) на автомате все же имеет место быть.

Получается, сцепление на АКПП есть, но оно сильно отличается от МКПП и работает по другому принципу. Сцеплением на автомате является отдельное устройство, известное под названием гидротрансформатор (ГДТ) или преобразователь (конвертер) крутящего момента.

Также в гидротрансформаторе важную функцию выполняет трансмиссионное масло (жидкость ATF), которая является не просто смазкой, а рабочим телом. Если просто, гидротрансформатор можно представить как герметичный корпус, в котором установлены две крыльчатки (турбины) друг напротив друга.

Рекомендуем также прочитать статью о том, почему АКПП пинается и толкается. Из этой статьи вы узнаете о причинах толчков коробки автомат при переключении передач и режимов автоматической трансмиссии.

Вращается одна крыльчатка благодаря приводу от двигателя, далее через трансмиссионную жидкость усилие передается на вторую крыльчатку, которая также начинает вращаться и передает крутящий момент на КПП. В зависимости от скорости вращения первой турбины, с такой же скоростью будет вращаться и вторая. 

Если иначе, ведущая и ведомая турбины находятся в масле, образуя сцепление «мокрого» типа. Именно масло в гидротрансформаторе позволяет наилучшим образом передавать момент от ДВС, выдерживает высокие температуры, так как во время работы ГДТ жидкость сильно разогревается, эффективно защищает детали гидротрансформатора от коррозии и преждевременного износа.

Еще отметим, что современные автоматы также имеют возможность блокировки гидротрансформатора. Когда обороты ведущей и ведомой турбин выравниваются, происходит их жесткое зацепление посредством муфт. Такое решение позволяет повысить КПД АКПП и уменьшить потери полезной энергии при передаче крутящего момента.

Подведем итоги

Как видно, автоматическая коробка передач также имеет сцепление, однако этот механизм сильно отличается от сухого дискового сцепления на МКПП или коробках-роботах. Фактически, сцеплением АКПП является гидротрансформатор.

Также важно понимать, что трансмиссионное масло в коробке автомат является жидкостью, через которую происходит передача крутящего момента от ведущей турбины к ведомой. Масло в ГДТ сильно разогревается, по мере его старения меняются свойства трансмиссионной жидкости. По этой причине масло в  коробке автомат нужно своевременно менять, а также постоянно контролировать его уровень и состояние.

Рекомендуем также прочитать статью о том, как ездить на вариаторе. Из этой статьи вы узнаете об особенностях эксплуатации вариатора CVT, а также какие нюансы нужно отдельно учитывать владельцам автомобилей с КПП данного типа.

На интервалы замены напрямую влияют особенности эксплуатации ТС, то есть в одних случаях ATF можно заменить через 50-60 тыс. км. пробега, тогда как в других замена может потребоваться уже к 40 тыс. км. Также специалисты рекомендуют отдельное внимание уделять температуре масла в коробке автомат, не допускать перегревов и устанавливать дополнительный радиатор охлаждения АКПП при такой необходимости.

Напоследок отметим, что гидротрансформатор также устанавливается на вариатор CVT. Хотя устройство и принцип работы вариатора и АКПП отличаются, на CVT гидротрансформатор также выполняет функцию сцепления, то есть крутящий момент передается от ДВС на коробку через трансмиссионное масло за счет вращения турбин.

Читайте также

Есть ли сцепление в автоматической коробке передач

Каждый из нас хотя бы раз в жизни задавался вопросами, в чем разница между автоматической и механической коробкой передач, и есть ли сцепление на АКПП. Давайте вспомним принципы работы каждой из коробок и рассмотрим их основные отличия.

Механическая коробка передач

В автомобилях с МКПП водитель имеет в своем распоряжении сразу три педали: газа, тормоза и сцепления. Машина начинает ехать только в том случае, если водитель сначала нажмет на педаль сцепления, выберет нужную передачу, отпустит педаль сцепления и нажмет на газ. При каждом переключении передачи процедура повторяется.

сцепление МКППсцепление МКПП

Работа механической коробки в данном случае имеет довольно простой принцип: пока нажата педаль сцепления, ведомый и нажимной диски разомкнуты и вращательный момент с маховика не передается колесам. Как только педаль отпускают — диски плотно прижимаются к друг другу и машина едет.

Благодаря сцеплению обеспечивается комфортная езда как водителя, так и пассажиров. Машина маневренна, а коробка передач и маховик работают слаженно. И эта конструкция функционирует уже не одно десятилетие.

Но и в данной системе отыщутся слабые места. Со временем диски стираются и перестают плотно прилегать друг к другу. Разгоняться, тормозить и переключать передачи становится сложнее. В этом случае нужно менять комплект сцепления, купить который можно в интернете или на авторынке.

Автоматическая коробка передач

Сцепления в классическом понимании на машинах с коробкой «автомат» нет. Диски, которые бы тесно прижимались друг к другу, отсутствуют.

Но принцип переключения передач все же есть. Просто реализован он абсолютно по-другому. К тому же, не менее стар, чем механическая коробка. Автоматическая КПП была придумана более 100 лет назад.

Чтобы заставить ехать машину на АКПП, водитель нажимает педаль тормоза, переводя рычаг сцепления в положение D (drive). После нужно отпустить педаль тормоза и нажать на газ.

Работу ведомого и нажимного дисков здесь выполняет гидротрансформатор, который работает за счет трансмиссионной жидкости. Принцип не менее прост: скорость вращения маховика передается на турбины гидротрансформатора, который, в свою очередь, распределяет момент вращения на ведущие колеса.

Турбины находятся в герметичном корпусе и помещены в масло. И чем быстрее вращается маховик, тем больше вращающего импульса получают колеса.

Если одна из турбин начинает вращение, вторая его повторяет. Как только обе турбины начинают двигаться с одинаковой скоростью, они жестко сцепляются между собой.

Это мокрый тип сцепления. А масло используют, чтобы снизить трение и обеспечить стабильную работу механизма.

АКПП сцеплениеАКПП сцепление

Таким образом, на АКПП осуществляется «автоматическое» сцепление, только без использования педалей и прижимных дисков.

Многие производители выпускают авто как на механических, так и переходят на автоматические коробки, например «Хендай»: главный цилиндр сцепления купить и заменить так же просто, как и любую другую деталь.

Есть ли сцепление в коробке автомат и какое сцепление на АКПП

Сцепление на АКПП выполняет ту же роль, что и на механике. Эта функция позволяет переключаться передачам. Только на автомате процедура акта сцепления и конструкция отличаются от механической.

Но есть и другие виды коробок. А знаете ли вы, есть ли сцепление на вариаторе или роботе и чем отличается от коробки автомат?

Напишите в комментарии ответ.

Сцепление

Есть ли сцепление в автомате

Вы знаете, что в автомате работу первой педали выполняет гидротрансформатор?  Появилась такая модель в начале двадцатого века. Первым производителем АКПП стал завод Форда.

ГДТ как сцепелние

Внимание! Первая коробка была хоть и механической наполовину, но в нее встроен планетарный ряд.

Второй попыткой сделать полноценные коробки автомат произошли в двадцатых годах двадцатого столетия. Разработкой автоматов на сервоприводах занималась компания General Motors. Они были полуавтоматическими, но первый шаг автоматизированию водительской работы в машине был сделан.

А первым полным автоматом стала коробка под названием «Кокталь». АКПП была ненадежной и постоянно ломалась. За разработку взялся Крайслер. Он внедрил в автомат гидротрансформатор и гидромуфту. В итоге в сороковых годах появилась полноценная автоматическая коробка переключения скоростей.

А электронный блок управления добавили в восьмидесятые годы. В то же время появились четырехступенчатые и пятиступенчатые АКПП. ЭБУ на автоматах помогало сэкономить расход топлива транспортного средства.

Сейчас почти все иностранные автомобили используют автоматическую коробку передач. Так происходит потому, что у автомата есть ряд преимуществ перед МКПП:

  • простота и комфорт управления для новичков автолюбителей в том числе. Потому что нет педали сцепления. Если на МКПП недавно севший за руль автовладелец мог сжечь сцепление, удерживая ногу на педали в течение долгого времени. На АКПП этого не произойдет;
  • двигатель и другие механические детали защищены от перегрузок;
  • автомат по сроку службы превосходит механические коробки, при условии соблюдения профилактических мер: замена смазки, фильтра, долив масла.

Если вы знаете что-то еще из истории автоматов, то можете дополнить в комментариях. А новички автолюбители могут не сомневаться в вопросе, есть ли сцепление на автомате. Далее мы еще поговорим о видах сцепления, которые применяются на МКПП и АКПП.

Виды системы привода

Какие системы привода трансмиссии вы знаете? Многие сейчас назовут только механический и гидравлический принцип. Однако, есть еще два вида:

Гидравлика

  • электрический;
  • комбинированный.

Рассмотрим каждый принцип управления сцеплением в таблице.

Система привода Различие
Механическая Передача усилия на выжимную вилку посредством троса через нажатие на педаль
Гидравлическая Два цилиндра (гидравлический и рабочий) соединены трубой высокого давления. Посредством педали приводится в движение шток гидравлики и давит на поршень на другом конце. Поршень давит на масло. Масло по трубке передается на рабочий цилиндр. Шток, который находится в последнем, давит на вилку.
Электрическая Электромотор с тросом. Сцепление происходит идентично механическому приводу
Комбинированная Совместное использование вышеперечисленных систем (гидромеханическое, к примеру)

Виды сцепления

Кроме различий между приводами есть отличия и между видами сцепления на автоматической коробке передач. Но типов всего два штуки:

Сухое

  • сухое;
  • «мокрое». Или еще называют его влажное.

В первом фрикционы коробки передач работают в воздушной среде, а в последнем в трансмиссионной жидкости.

Внимание! Сухой вид используется на механических коробках передач и на роботизрованных. В автомате эту работу выполняет гидротрансформатор, который приводит в движение смазывающая жидкость.

В автоматах масло выполняет не только пассивную роль смазки, но и является активным веществом, которое заставляет лопасти гидротрансформатора вращаться под давлением.

Структура сцепления

Конструкция сцепления состоит из двенадцати элементов. Каждый из них выполняет ведомую или ведущую роль. Рассмотрим только пять основных элементов и их функциональность.

Структура

  1. Корзина или нажимной диск. Он имеет форму круглый вид. В нем автовладелец найдет нажимные пружины, которые находятся в центре корзины. А размеры идентичны размерам маховика, с которым они прочно соединены. Ведомый диск обычно вставляется между маховиком и корзиной площадки.
  2. Ведомый диск. Он имеет лучевое основание и круглую форму. Автовладелец найдет в нем фрикционные накладки, муфту, которая соединяет этот диск и первичный вал автомата. Демпферные пружины расположены вокруг ведомого вала. Они способствуют уменьшению вибраций при переключении передачи скоростей.
  3. Фрикционные накладки изготавливаются из углерода или кевларовых нитей. Их можно найти у основания. Скреплены с диском с помощью заклепок.
  4. Выжимной подшипник. Он состоит из нажимной площадки с одной стороны. Подшипник находится на первичном вале. Крепится он к защитному кожуху. Работает подшипник за счет воздействия на него вилки.

Внимание! Есть два вида выжимных подшипников. Оттягивающий и нажимной. Первый устанавливается на автомобили от компании Пежо.

Работа сцепления в автоматической коробке передач

Теперь вы знаете из чего состоит сцепление в АКПП или МКПП. А кто-нибудь видел, как работает это устройство в автомате? Ведь теперь у водителя отсутствует педаль, но механизм все равно имеется и продолжает работать в автоматах транспортных средств.

Работа ГДТ

Эту работу выполняет гидротрансформатор. А теперь вы подробно узнаете, как происходит сцепление:

  1. Водитель поворачивает ключ зажигания и запускает двигатель.
  2. Трансмиссионная жидкость попадает в «бублик». Так на жаргоне механиков называют гидротрансформатор. Ему дали такое название потому, что он похож на это хлебо-булочное изделие.
  3. Первым начинает двигаться насосное колесо. Оно увеличивает скорость вращения при старте с места автомобиля. Потоки масло устремляются на турбину, которая находится между насосом и реакторным колесом.
  4. Этот крутящий момент подается на колеса транспортного средства. Авто начинает двигаться.
  5. Достигается необходимая скорость и насос с турбиной начинают вращаться одинаково. А масло попадает на реактор. Происходит вращение его.
  6. Теперь ГДТ становится гидромуфтой. А при в верх по склону реакторное колесо перестает работать. Потоки смазки отправляются в насос обратно.
  7. Достигается нужная скорость и передача сменяется.
  8. Вступает в действие ЭБУ. Он дает команду тормозной ленте и фрикционам об остановке пониженной передачи. А масло повышающее давление попадает через специальный клапан и создает переключение без потери мощности.
  9. Если начинается понижение скорости, то происходит обратное переключение.

Это называется работой сцепления во влажной среде. Активную роль играет масло. Поэтому смазка должна быть чистой и не горелой.

Внимание! Я советую менять смазывающее средство через 60 000 километров пробега полностью, а частичную замену делать после 30 тысяч км.

Автоматы имеют дополнительные режимы работы:

  • спорт;
  • зимняя езда;
  • ручное управление коробкой.

Но в отличие от вариаторов, автоматы расходуют много топлива. Коробки весят много, но по почти все автомат ремонтно-пригодные и имеют низкую стоимость.

Теперь давайте вспомним о сцеплении в МКПП. Действие происходит в сухой среде посредством дискового сцепления. Если в двух словах, то ведомый диск прижимается плотно к ведущему, и машина двигается вперед. Сильное прижатие происходит за счет пружин, расположенных в корзине. Далее происходит следующее:

  1. Водитель давит на педаль сцепления. Происходит нажатие на подшипник нажимной.
  2. Диски разжимаются. Водитель может переключить скорость.
  3. Педаль отжимается. Автомобиль продолжает двигаться на выбранной передаче.

Таким образом работает механика. Этот способ задействован на роботах, но под электронным управлением бортового компьютера.

Работа сцепления в роботизированных коробках передач

Роботизированная коробка отличается от автомата строением. По конструкции она похожа на механическую коробку, а управляется не человеком, но компьютером. Однако расходует горючего меньше, чем классический автомат. Имеет сухое сцепление и мокрое.

Сухое сцепление

Переключение происходит посредством сервопривода. Его называют актуатором. Они бывают двух типов:

Сухое

  • электрический;
  • гидравлический.

Принцип работы сухого сцепления следующий:

  1. ЭБУ принимает информацию о скорости вращения мотора.
  2. Сигнал подается на сервопривод.
  3. Передаточный механизм отключает мотор от РКПП.
  4. ЭБУ определяет понижается скорость или повышается.
  5. Соответственно автомобиль либо увеличивает разгон или уменьшает его.

Так действует сухое сцепление на роботах. Сложности возникают при использовании роботизированной коробки на сухом сцеплении. На ней невозможно тронуться плавно. Но этот недостаток окупается экономичностью расхода топлива.

Мокрое сцепление

Принцип действия мокрого сцепления на РКПП:

Мокрое DSG

  1. Мотор начинает быстрее вращаться.
  2. Смазывающее средство поступает из насоса в распределитель.
  3. Давление растет. По достижении оптимального уровня распределитель отдает давление на актуатор.
  4. Последний выжимает сцепление.
  5. Передача переключается. А двигатель автоматически отсоединяется от коробки.

Так работает мокрое сцепление на роботизированных автоматах.

Внимание! Есть роботизированные коробки, в которые заключены два сцепления. Одно из них работает с передачами по нечетным числам, другое – по четным. Такое вид сцепления является мягким по сравнению с обычным роботом. Двойное сцепление можно найти на спортивных машинах.

Сцепление в вариаторе

Вы знаете, что сцепление есть и на вариаторной коробке. Только его выполняют гидротрансформатор, как и на автомате. Дополнительно ему помогают электронные устройства и датчики. Они передают информацию о скорости вращения двигателя, давлении масла, вращении колес. Основываясь на этой информации клинья раздвигаются или сдвигаются, обеспечивая увеличение или уменьшение скорости.

CVT

Классический вариатор плавно переключает скорости. В этом отличие его от автомата. Водитель может определить плавное переключение по показаниям тахометра. Если на автомате стрелка резко взлетает вверх, то на вариаторе это происходит плавно.

По такому принципу работают торовые, цепные и клиноременные вариаторы. Единственный минус, который не нравится водителям, это медленный разгон автомобиля.

А какой вид коробки стоит у вас на автомобиле? Напишите в комментариях.

Заключение

Сцепление на коробке автомат исполняется электронными устройствами. Это обеспечивает автовладельцу комфорт при вождении. При правильном уходе жизненный ресурс АКПП достигает пятисот тысяч километров.

Помню мне привозили на ремонт коробку после пробега в 600 000 километров. Для автомата это был первый капитальный ремонт. Хотя на современных КПП ресурс жизни специально занижается. Это связано с капиталистическим рынком, на котором товар не должен залеживаться, а значит быстрее ломаться и быть непригодным к ремонту.

Если вам понравилась статья ставьте лайки и пишите в комментариях, что еще хотели бы узнать.

Сцепление в коробке автомат — Auto-Self.ru

Как известно, на трансмиссию передается крутящий момент от двигателя. При этом передача момента на автомобилях с МКПП происходит через механизм сцепления. Также сцепление присутствует и в устройстве роботизированных коробок передач. Что касается АКПП, владельцы таких автомобилей часто интересуются, есть ли сцепление на коробке автомат, как оно работает, когда менять сцепление АКПП и т.п.

В этой статье мы рассмотрим, как реализована передача крутящего момента от силового агрегата  на машинах с автоматом, а также какие особенности и отличия сцепления на коробке автомат можно выделить по сравнению с МКПП или РКПП.

Коробка автомат и сцепление

Чтобы было понятнее, начнем с привычной механики. Конструкция сцепления на таких КПП простая. В основе лежит взаимодействие двух дисков: ведомого и ведущего. В двух словах, ведомый диск прижимается к ведущему диску усилием пружин, за счет чего и происходит передача крутящего момента от двигателя.

Как только водитель нажмет на педаль сцепления, диски разжимаются, отодвигаясь один от другого. Передача момента от ДВС прекращается, при этом появляется возможность переключать передачи.

Если просто, пока автомобиль с МКПП движется на той или иной передаче, сцепление замкнуто, для переключения передачи (как пониженной, так и повышенной) выжимается педаль сцепления, диски сцепления при этом размыкаются, водитель включает нужную передачу, после чего отпускает педаль сцепления.

Далее сцепление снова замыкается и крутящий момент продолжает передаваться от ДВС на КПП. Кстати, по такому же принципу работают и роботизированные коробки передач, только в этом случае за выжим сцепления и выбор/включение нужной передачи отвечают исполнительные устройства под управлением ЭБУ.

Отметим, что сам механизм сцепления надежный и выносливый, но только при условии правильного обращения. Если сцепление передерживать, выжимать не полностью, буксовать и т.д., тогда быстро выходит из строя выжимной подшипник, сцепление «подпаливается», его диски стираются.

В результате связь изношенных дисков ухудшается, нет должного прилегания поверхностей, сцепление начинает пробуксовывать. Не удивительно, что машина с изношенным сцеплением хуже разгоняется, так как теряется часть крутящего момента от силового агрегата, при езде передачи могут включаться с трудом и т.д.

  • Теперь перейдем к гидромеханической АКПП. Что касается данной трансмиссии и вопроса, есть ли на автоматической коробке передач сцепление, а также как переключаются передачи, сразу ответим, что привычного сцепления по аналогии с механикой там нет.

Другими словами, полное отсутствие сухих дисков, прилегающих друг к другу и размыкающихся в нужный момент, корзины сцепления, выжимного подшипника и т.д. При этом разрыв мощности (отключение передачи крутящего момента от ДВС на КПП при переключении передач) на автомате все же имеет место быть.

Получается, сцепление на АКПП есть, но оно сильно отличается от МКПП и работает по другому принципу. Сцеплением на автомате является отдельное устройство, известное под названием гидротрансформатор (ГДТ) или преобразователь (конвертер) крутящего момента.

Также в гидротрансформаторе важную функцию выполняет трансмиссионное масло (жидкость ATF), которая является не просто смазкой, а рабочим телом. Если просто, гидротрансформатор можно представить как герметичный корпус, в котором установлены две крыльчатки (турбины) друг напротив друга.

Рекомендуем также прочитать статью о том, почему АКПП пинается и толкается. Из этой статьи вы узнаете о причинах толчков коробки автомат при переключении передач и режимов автоматической трансмиссии.

Вращается одна крыльчатка благодаря приводу от двигателя, далее через трансмиссионную жидкость усилие передается на вторую крыльчатку, которая также начинает вращаться и передает крутящий момент на КПП. В зависимости от скорости вращения первой турбины, с такой же скоростью будет вращаться и вторая. 

Если иначе, ведущая и ведомая турбины находятся в масле, образуя сцепление «мокрого» типа. Именно масло в гидротрансформаторе позволяет наилучшим образом передавать момент от ДВС, выдерживает высокие температуры, так как во время работы ГДТ жидкость сильно разогревается, эффективно защищает детали гидротрансформатора от коррозии и преждевременного износа.

Еще отметим, что современные автоматы также имеют возможность блокировки гидротрансформатора. Когда обороты ведущей и ведомой турбин выравниваются, происходит их жесткое зацепление посредством муфт. Такое решение позволяет повысить КПД АКПП и уменьшить потери полезной энергии при передаче крутящего момента.

Поделитесь с друзьями в соц.сетях:

Facebook

Twitter

Google+

Telegram

Vkontakte

Как работает коробка передач с двойным сцеплением?

Большинство из нас знает, что существует два типа коробок передач: механическая, когда водитель переключает передачи, выжимая педаль сцепления и перемещая рычаг переключения передач, и автоматическая, которая переключает передачи автоматически, используя муфты, гидротрансформатор и планетарную передачу. Но есть еще один тип, который занял место между механикой и автоматом, и объединил достоинства обеих коробок — трансмиссия с двойным сцеплением, также известная, как полуавтоматическая трансмиссия, механическая трансмиссия без сцепления и роботизированная коробка передач.

В мире гоночных автомобилей полуавтоматические трансмиссии, такие как секвентальная коробка передач (или SMG) используются уже давно. Но в мире серийных автомобилей они появились сравнительно недавно — это трансмиссии новой конструкции, называемые коробка передач с двойным сцеплением или прямого переключения.

В этой статье мы расскажем о том, как устроена коробка передач с двойным сцеплением, сравним ее с другими типами коробок, а также расскажем, почему некоторые считают ее трансмиссией будущего.

Механическая или автоматическая?

Коробка передач с двойным сцеплением сочетает функции двух механических коробок. Для того, чтобы понять это, нужно вспомнить, как работает традиционная механическая коробка передач. Когда водитель хочет перейти на другую передачу, он сперва должен нажать на педаль сцепления. Выжатое сцепление позволяет разорвать связь двигателя и коробки передач, прерывая тем самым поток мощности на трансмиссию. Когда водитель переводит рычаг КПП в другое положение, зубчатая муфта перемещается от одной шестерни к другой. Устройства, называемые синхронизаторами, уравнивают окружную скорость шестерни и муфты до их соединения, что обеспечивает безударное переключение. После переключения передачи, водитель убирает ногу с педали сцепления, в результате чего восстанавливается связь двигателя и коробки.

Таким образом, в традиционной механической трансмиссии отсутствует непрерывная передача мощности от двигателя на колеса. Вместо этого, передача мощности изменяется от полного значения до нулевого во время переключения передачи, вызывая «сброс газа при переключении» или «прерывание крутящего момента». У неопытного водителя такой эффект может привести к тому, что пассажиров будет кидать вперед-назад при переключении передач.

В коробке передач с двойным сцеплением, в отличие от механики, используется два сцепления, но сама педаль сцепления отсутствует. Сложная электроника и гидравлика управляют сцеплениями, как и в обычной автоматической коробке. Но в трансмиссии с двойным сцеплением, сцепления работают независимо друг от друга. Одно сцепление отвечает за работу нечетных передач (первая, третья, пятая и задняя), второе — за работу четных передач (вторая, четвертая и шестая). Такое устройство обеспечивает переключение передач без прерывания потока мощности от двигателя на трансмиссию.

Валы трансмиссии с двойным сцеплением

Двойной трансмиссионный вал является основным компонентом коробки передач с двойным сцеплением. В отличие от стандартной механической коробки, в которой все шестерни расположены на одном входном валу, в коробке с двойным сцеплением четные и нечетные передачи расположены на двух входных валах. Разве это возможно? Во внешнем валу есть отверстие, в котором установлен внутренний вал. Внешний вал с осевым отверстием отвечает за работу второй и четвертой передачи, в то время как внутренний вал включает первую, третью и пятую.

На рисунке представлено устройство типовой пятиступенчатой коробки с двойным сцеплением. Обратите внимание, что одно сцепление отвечает за включение второй и четвертой передач, а второе независимое сцепление — за включение первой, третьей и пятой. Такое устройство обеспечивает практически мгновенное переключение передач без прерывания потока мощности. Стандартная механическая коробка не обеспечивает такой плавности, т.к. одно сцепление отвечает как за четные, так нечетные передачи.

Многодисковое сцепление

Из-за сходства с автоматической коробкой передач, Вы можете подумать, что в ней тоже должен стоять гидротрансформатор для автоматической передачи крутящего момента от двигателя на коробку. Но для работы коробки с двойным сцеплением, гидротрансформатор не требуется. Вместо него используются «мокрые» многодисковые сцепления. «Мокрое» сцепление работает в масляной ванне, что обеспечивает смазку компонентов сцепления с целью снижения трения и выделения тепла. Некоторые производители работают над трансмиссиями с двойным сцеплением, в которых используются обычные сцепления, как в механической трансмиссии, но, на сегодняшний день, во всех автомобилях с автоматизированной КПП используются «мокрые» сцепления. Во многих мотоциклах стоит одно многодисковое сцепление.

Как и гидротрансформаторы, «мокрые» многодисковые сцепления используют гидравлическое давление для управления передачами. Рабочая жидкость поступает в поршень сцепления, как показано на рисунке. При срабатывании сцепления, гидравлическое давление в поршне активирует спиральные пружины, которые толкают диски сцепления и фрикционные диски к корзине сцепления. Зубцы фрикционных дисков имеют размер и форму, совпадающие со шлицами барабана сцепления. В свою очередь, барабан соединяется с комплектом шестерен, который принимает передаточное усилие. Audi в своей трансмиссии с двойным сцеплением использует как маленькую спиральную пружину и большую диафрагменную пружину.

Для выключения сцепления, давление жидкости внутри поршня сбрасывается. Благодаря этому, сжатие пружин поршня ослабляется, и давление на корзину сцепления снижается.

Далее мы рассмотрим преимущества и недостатки трансмиссии с двойным сцеплением.

Преимущества и недостатки трансмиссии с двойным сцеплением

Родстер Audi TT — одна из немногих моделей Audi с коробкой с двойным сцеплением. Мы надеемся, что Вам становится более или менее понятно, почему КПП с двойным сцеплением относят к автоматизированным механическим трансмиссиям. В принципе, коробка с двойным сцеплением работает как обычная механическая КПП: У нее есть входной и промежуточный валы с шестернями, синхронизаторы и сцепление. Но у такой трансмиссии нет педали сцепления, т.к. за переключение передач отвечают компьютеры, сервоприводы и гидравлика. Даже без педали сцепления, водитель может указывать компьютеру, когда переключать передачи, перейдя в ручной режим.

От опыта водителя зависит, насколько Вы будете ощущать преимущества такой КПП. Переход на повышенную передачу занимает лишь 8 мс, благодаря чему многие отмечают, что у машин с такой КПП наиболее динамическое ускорение. Плавный разгон достигается благодаря устранению сброса газа при переключении, что ощущается на автомобилях с механической коробкой и даже на некоторых автоматах. Одним из наиболее важных преимуществ коробок с двойным сцеплением является то, что они позволяют водителю выбирать между ручным переключением передач и автоматическим.

Также к важным достоинствам стоит отнести уменьшенный расход топлива. Благодаря тому, что поток мощности от двигателя на трансмиссию не прерывается, наблюдается значительное понижение расхода топлива. По утверждению некоторых экспертов, расход топлива шестиступенчатой коробки с двойным сцеплением на 10% ниже по сравнению с обычной пятиступенчатой АКПП.

Многие производители автомобилей заинтересованы в развитии технологии трансмиссии с двойным сцеплением. Тем не менее, некоторые производители автомобилей обеспокоены дополнительными затратами, связанными с модификацией производственных линий для выпуска нового типа трансмиссии. Это может привести к повышению цен на автомобили в КПП с двойным сцеплением, что, в свою очередь, может оттолкнуть бережливых покупателей.

Помимо этого, многие производители автомобилей уже занимаются активным финансированием развития других типов КПП. Одним из новых типов КПП является бесступенчатая коробка передач или вариатор. Вариатор — это тип КПП, в которой для бесступенчатого переключения передач используется система подвижных шкивов и ремень или цепь. Вариаторы также устраняют сброс газа при переключении и понижают расход топлива. Но вариаторы не соответствуют требованиям высокого крутящего момента спортивных автомобилей.

Коробки с двойным сцеплением не имеют подобных проблем и идеально подходят для легковых автомобилей с высокими динамическими характеристиками. В Европе, где механические КПП более популярны благодаря их экономичности, некоторые эксперты предсказывают, что в ближайшее время доля автомобилей с КПП с двойным сцеплением возрастет до 25%. В 2012 г. лишь 1% автомобилей, производимых в Западной Европе, имели вариатор.

Далее мы расскажем об истории трансмиссии с двойным сцеплением и рассмотрим прогнозы на будущее.

Коробка передач с двойным сцеплением: прошлое, настоящее и будущее

Porsche 962 Человек, который изобрел коробку с двойным сцеплением, сделал прорыв в области автомобилестроения. Адольф Кегресс больше известен как инженер, сконструировавший полугусеничный автомобиль, оборудованный резиновой гусеничной лентой, что позволяет эксплуатировать его в различных типах бездорожья. В 1939 г. Кегресс сконструировал прототип коробки с двойным сцеплением, которая, как он надеялся, будет использоваться в легендарном автомобиле Citroën Traction. К несчастью, в связи со сложными условиями в сфере бизнеса, эта идея не получила дальнейшего развития.

Audi и Porsche продолжили работу над коробкой с двойным сцеплением, однако данная технология использовалась только в гоночных автомобилях. В гоночных автомобилях 956 и 962C использовалась коробка Porsche Dual Klutch или PDK. В 1986 г. Porsche 962 выиграл гонку World Sports Prototype Championship (Мировой чемпионат опытных автомобилей) на автодроме в г. Монца — первый автомобиль, оборудованный полуавтоматической КПП PDK с возможностью ручного переключения. Audi также вошла в историю в 1985 г. раллийный автомобиль Sport quattro S1, оборудованный КПП с двойным сцеплением, выиграл в американских соревнованиях по скоростному подъему на гору Пайкс-Пик высотой 4300м в Колорадо.

Volkswagen Jetta 2.0 Однако серийное производство автомобилей с КПП с двойным сцеплением началось лишь недавно. Volkswagen стала пионером в производстве серийных автомобилей с КПП с двойным сцеплением BorgWarner DualTronic. Компания устанавливала КПП с двойным сцеплением на следующие автомобили: Volkswagen Beetle, Golf, Touran, и Jetta, а такде Audi TT и A3; Skoda Octavia; Seat Altea, Toledo и Leon.

Ford стала второй крупной компанией, которая признала КПП с двойным сцеплением, и начала выпуск автомобилей с такой КПП в Европе, благодаря совместному предприятию 50/50 по производству трансмиссий GETRAG-Ford. Компания представила систему силового переключения передач Powershift System, шестиступенчатую КПП с двойным сцеплением, на международной выставке Frankfurt International Motor Show во Франкфурте в 2005 г. Тем не менее, Ford опоздала со своей новой КПП примерно на два года — коробка не была инновационной.

Коробка переключения передач с двойным сцеплением — Википедия

Детальный вид коробки передач Volkswagen DSG-6 Схема работы коробки передач с двойным сцеплением

Трансмиссия с двумя сцеплениями (ТДС) представляет собой второе поколение роботизированных коробок передач. Данный вид роботизированных коробок передач в настоящее время является наиболее совершенным с точки зрения экономичности и скорости переключения.

Представляет собой две параллельных коробки передач, каждая со своим сцеплением. На первой нечётные передачи (1, 3, 5, 7), на второй — чётные (2, 4, 6, R). Предположим, автомобиль едет на первой передаче — на нечётной коробке включены 1-я передача и сцепление, на чётной — только 2-я передача. Когда нужно переключиться на 2-ю передачу, одно сцепление выключается, второе включается. Если блок управления видит, что разгон продолжается, на нечётной коробке включается 3-я передача. Когда настанет пора переключиться, снова потребуется выключить одно сцепление и включить другое. Такие роботы переключаются за 0,2 с и даже быстрее — но только на ту передачу, которая подготовлена заранее. Ошибки в предсказании (например, резкое ускорение из экономичного режима, а значит, срочный спуск на две-три передачи) приводят к задержке в разгоне. Разрыва тяги при этом не будет, коробка будет просто стоять на старой передаче.

Отсюда название преселективная коробка передач (с предварительным выбором). Несмотря на название, она не имеет ничего общего с преселективными механическими коробками (водитель указывает очередную передачу до того, как нажмёт сцепление, при этом взводятся пружины или переключаются пневмоклапаны, при нажатии сцепления они срабатывают).

Наиболее известные легковые преселективные роботы — линейка DSG (Direct-Shift Gearbox), разработанная Volkswagen AG, BorgWarner и LuK. В их числе DSG-6 (DQ250, масляные сцепления), DSG-7 (DQ200 — сухие[1] сцепления, DQ500 — масляные[2]). Также известны коробки других производителей (например, Getrag) под названиями PDK, SST, PSG, EDC, S-tronic[3].

Небольшой объем коробки позволяет значительно сэкономить на масле. Так, например, в DSG-типы требуется не более двух литров масла типа DCTF, а для охлаждения плат мехатроника — литра жидкости с допуском G 004 000.

Вождение и экономия топлива[править | править код]

Время переключения робота с двойным сцеплением в пределах 200 мс — если, конечно, нужная передача заранее установлена. Такая быстрота даёт плавную, без рывков, езду — а также позволяет, например, ехать на минимальных оборотах 7-й передачи и держать наготове 6-ю, чтобы оперативно переключиться. Сходные характеристики есть и у других видов трансмиссий, но там свои достоинства и недостатки: например, гидроавтомат одинаково быстро переключается на любую передачу, но у него намного сложнее гидравлика.

Из-за простоты гидравлики и отсутствия гидротрансформатора малы накладные расходы энергии: в DSG7 маломощный электрический маслонасос, включающийся импульсами (давление поддерживается гидроаккумулятором). Легковой робот Renault электромеханический, а не гидравлический.

Отсюда — динамичный разгон и расход топлива на уровне ручной коробки. Так, у роботизированного Volkswagen Polo Sedan (B-класс, 1,4 л турбо, 122 л. с.) характеристики на ручной и роботе одинаковы: разгон 0→100 за 9,9 с, расход 5,7 л/100 км в смешанном цикле.

Как и любая трансмиссия со сцеплением, робот с двойным сцеплением плохо ведёт себя на малых скоростях[4]. На минимальных скоростях робот ездит только с проскальзыванием сцепления, робота сложнее подталкивать по сантиметру, для быстрого старта надо заранее дать роботу команду приготовиться, водитель должен понимать, когда при полной остановке разомкнётся сцепление и сработает ли на подъёме противооткатная система. Производители смягчают этот вопрос очень короткой первой передачей[5].

Недостаток, несущественный в спорте, но важный в гражданской езде — задержка перед резким ускорением из экономичного режима[6], связанная с тем, что коробка держит наготове не ту передачу: например, 6-ю при движении на 7-й, в то время как для резкого ускорения нужна 5-я или 4-я. Задержка зависит и от того, на какой полукоробке нужная передача: переключиться 7→4 быстрее, чем 7→5. Если автомобиль турбированный, играет роль и турбояма. Потому в сложном трафике, готовясь к подобным манёврам, водители заранее включают режим S. Интересно этот вопрос решён в McLaren MP4-12C: водитель может, по принципу трёхпозиционной кнопки фотоаппарата, дать коробке команду подготовить верхнюю или нижнюю передачу.

Стоимость владения[править | править код]

На 2019 год цена робота с двойным сцеплением — на уровне автомата или слегка дешевле[7]. Из расходных материалов — дорогое редкое масло (особенно модели с масляным сцеплением, там масла больше 5 л[8]), а также блок сцеплений. Из-за этого DSG не даёт решающее преимущество перед гидроавтоматом по стоимости владения.

Конструкция довольно молодая, и часто (на 2018) автодилеры ремонтируют её заменой крупных узлов[5], а сторонних автосервисов, способных перебрать такую коробку, очень мало[9][5].

Отказоустойчивость и отказобезопасность[править | править код]

Робот — конструкция намного более простая, чем гидроавтомат. Однако некорректно работающий мехатроник быстро уничтожит коробку, и в коробках семейства DSG были несколько исправлений, повышавших долговечность программными методами. Для корректной работы робота по всему автомобилю есть дополнительные датчики и механизмы — в частности, автоматическая система удержания на подъёме[10].

Двухдисковый робот применяется широко:

  • На легковых автомобилях классов B…D (малый — семейный), кроссовер[11] — на одной и той же машине можно и прикоснуться к быстрой езде, и ездить экономно. Конкуренты — автомат и вариатор, но характер их езды совершенно другой.
  • На спортивных автомобилях. 1200-сильный Bugatti Veyron оснащён 7-скоростным роботом и разгоняется до 100 км/ч за 2,5 секунды[4]. Конкуренты — роботы гоночных конструкций с одним сцеплением (Lamborghini Aventador) и автомат (Maserati GranTurismo), в том числе редкая схема «автомат со сцеплением» (спортивные комплектации Mercedes S-класса).

Двухдисковый робот встречается как экзотика:

  • На легковых автомобилях классов A (особо малый), E (бизнес-)[12]. В особо малых авто конкуренты — автомат и вариатор, в бизнес-классе — автомат.
  • На коммерческом транспорте. Mitsubishi Fuso Truck and Bus Corporation первой оснастила грузовик двухдисковым роботом в 2011 году[13]. Впоследствии идею подхватили другие производители (John Deere — 2012, Volvo — 2014), но на 2019 такие грузовики очень редки: сложные конструкции не прибавляют грузовику рентабельности[10]. В грузовиках обычно много передач, и зачастую переключение между передачами мгновенное, а между рядами передач — нет. Конкуренты — ручная коробка, автомат и роботы более простых конструкций, частично унифицированные с ручными.
  • На гоночных автомобилях (Porsche 956). Конкурент — гоночные полуавтоматы (роботы, не умеющие стартовать и автоматически переключаться, что запрещено в гонках) с одним сцеплением, которые проще, легче и переключаются достаточно быстро (порядка 50 мс).

Двухдисковый робот неприменим:

  • На бюджетных автомобилях — из-за дороговизны в приобретении и эксплуатации. Там «правят бал» дешёвые ручные коробки (повсеместно), построенные из них роботы с одним сцеплением (Lada Vesta) и 4-скоростные автоматы (KIA Rio).
  • На внедорожниках и строительной технике[4] — в сложной грязи и на подъёмах предпочтительнее автомат. Гидротрансформатор позволяет устойчиво ездить сколь угодно медленно и в этом режиме умножает крутящий момент, становясь дополнительной понижающей передачей. Если же подобный режим — основной (как у дорожных катков, комбайнов), используется объёмный гидропривод.
  • На крупных бизнес- и представительских — они тяжёлые и скоростные, и потому требуют много передач. Таких роботов на 2019 не существует, а 8-скоростные автоматы — существуют. Быстрый разгон можно обеспечить большим двигателем, а экономия топлива — не приоритет. Автомат со сцеплением бывает и здесь (Aurus Senat).

У автоблогеров очень много мнений, и некоторые неверны.

Миф: на светофорах надо ставить селектор в N[14]
Реальность: Миф родом ещё из ручных коробок — «изнашиваешь выжимной подшипник». Также требование ставить N было в некоторых однодисковых роботах. В двухдисковом роботе один из подшипников всегда под нагрузкой, и соответственно эти подшипники очень прочны. В знаменитой коробке Volkswagen DSG подшипники действуют наоборот: под нагрузкой тот, что на сомкнутом сцеплении. Разработчики в конце концов остановились на таком алгоритме: долгое или уверенное нажатие тормоза полностью размыкает оба сцепления[5], и в переходе в N нет нужды. Коробка DSG сигнализирует об этом моменте тахометром, опуская обороты на 50…100.
Экономить топливо, спускаясь с горы в режиме N, на инжекторных двигателях также бессмысленно и опасно[14].
Частичный миф: робот не любит пробок. Вариант: в пробках надо ездить в «ручном» режиме[14]
Реальность: Действительно, при движении в пробке на 1-й передаче гидроавтомат никуда не переключается, а ручная и робот — трогается, расходуя время и сцепление. И тут есть два момента: во-первых, устойчивая скорость роботов специальной постройки порядка 7 км/ч, меньше, чем у ручных и роботов с «ручным» прошлым, и это помогает в пробках. Во-вторых, роботы любят очень рано переходить на минимальные обороты 2-й передачи, это удобно во дворах, но мешает в глухих пробках (настолько глухих, что даже до 10 км/ч не разгонишься), и стоит придерживать 1-ю передачу, перейдя в режим ± или S.

Почему «роботы» с двумя сцеплениями скоро вытеснят все остальные коробки


А где еще они есть?

Нужно сказать, что идея использования мультидискового сцепления в «роботах» все сильнее захватывает умы производителей. Свои наработки есть у Mercedes: на SLS устанавливается 7-ступенчатая SpeedShift, коробка размещается в «хвосте» автомобиля и связана с двигателем карбоновым карданным валом. BMW в январе 2008-го представила M3 с коробкой производства Getrag, с двойным сцеплением от BorgWarner.

Позднее такая коробка появилась на BMW Z4 и доступна к заказу на купе 335i. FIAT/Chrysler в 2009-2010 году запустил в производство сухую, двухдисковую коробку с индексом С635, с предельной нагрузкой 350 ньютонов на метр. Этот «робот» вживили в AlfaRomeo MiTo. PSA Peugeot Citroën уставливает DCT-коробки на Peugeot 4007 и Mitshubishi Outlander, производства Getrag. Появление многодисковых коробок анонсировали и китайские автопроизводители BYD и QOROS.

Достоинства и недостатки

К бесспорным достоинствам мультидисковых АКПП относятся: быстродействие, минимальная задержка при переключении передач, экономия топлива, непрерывность тяги, возможность осуществления ручного управления.

К недостаткам можно отнести сложность конструкции и, как следствие, высокую стоимость. Для двигателей с тягой более 350 Н*м (+/- 50 Н*м) коробку приходится делать с мокрым картером, то есть со смазкой, что еще сложнее и дороже.

Преселективные коробки достаточно хорошо себя показали при размеренной езде и при ускорении, а вот при движении в городском трафике, из пробки в пробку, плавность переключения может вызывать отдельные вопросы.

Альтернативы

«Робот» с одним сцеплением

Роботизированная коробка передач по сути — обычная механическая коробка, в которой процессом переключения передач руководит электроника. Относительно недорогая коробка дешевле классического «автомата». Плюс тут, пожалуй, один — меньше рычагов управления. По сравнению с «механикой» ниже скорость переключения и выше расход топлива, а по сравнению с «автоматом» плохая плавность хода, то есть переключения обычно сопровождаются ощутимыми толчками.

Классический «автомат» (то, что все привыкли называть АКПП)

Он состоит собственно из гидротрансформатора и набора планетарных передач. Шестерни располагаются по окружности ведущего вала, по типу планет вокруг Солнца, и находятся в постоянном зацеплении. Блокируя ту или иную пару шестерней, можно менять передаточное отношение, скорость вращения выходного вала. Гидротрансформатор выполняет роль сцепления между двигателем и трансмиссией. С той лишь разницей, что отсутствует жесткая кинематическая связь. Передачи переключаются плавно, но и потери мощности на проскальзывании велики, отчего страдает динамика разгона и расход топлива.

Вариатор

Вариатор считается бесступенчатой трансмиссией. В любой коробке передач чем больше пар из ведомых и ведущих шестерней (передач), тем лучше. Это позволяет максимально эффективно использовать возможности двигателя в сочетании с топливной экономичностью. В идеале таких пар должно быть бесконечное множество. Создать бесконечную коробку передач, конечно, невозможно, но есть альтернативное решение.

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о