Коробка переключения передач с двойным сцеплением

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
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 представители преселективной коробки передач (ПКП) разработаны VW group и Borg-Warner — DSG-6 (DQ250, мокрые сцепления) и LUK — DSG-7 (DQ200 — сухие[1] сцепления, DQ500 — мокрые[2]). Также известны коробки других производителей (например, Getrag) под другими названиями PDK, SST, DSG, PSG, EDC, S-tronic[3]. Особенностью данной коробки передач является то, что имеется два отдельных вала для чётных и нечётных передач, каждый из которых соединяется с двигателем своим сцеплением. Это позволяет предварительно переключить зубчатые колёса очередной передачи, после чего почти мгновенно переключить сцепления, при этом разрыва крутящего момента не происходит.

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.


Преимущества и недостатки трансмиссии с двойным сцеплением[править | править код]

В принципе, трансмиссия с двойным сцеплением схожа по конструкции с обычной механической. Однако поскольку выжим и включение сцеплений и переключение передач осуществляет компьютер, с точки зрения водителя она ничем не отличается от любой другой автоматической трансмиссии.

Преимущества:

  • Скорость переключения передач в пределах 200 мс, что позволяет быстрее разгоняться.
  • Высокий КПД, присущий любой трансмиссии со сцеплением.
  • Механическая часть простая и надёжная. Модели с сухим сцеплением вообще состоят из трёх модулей (механической части, блока сцеплений и мехатроника), и поломка одного редко перекидывается на остальные.
  • Упрощённая по сравнению с автоматом замена масла из-за более простой схемы трубопроводов: меньше гидроцилиндров, зачастую нет радиатора.
  • Робот экономнее даже ручной коробки. Причин несколько: 6 и даже 7 передач — это много по меркам недорогого автомобиля, блок управления может держать предельно низкие обороты и низшую передачу наготове, а при движении нужно поддерживать давление только в одном из сцеплений. (Для сравнения: на 2019 в некоторых дешёвых авто (KIA Rio) всё ещё 4-скоростные автоматы, и автомату нужно поддерживать давление в нескольких тормозах и фрикционах, а также прокачивать жидкость через радиатор.)

Недостатки:

  • По стоимости близка к автомату[4].
  • Из расходных материалов — дорогое редкое масло (особенно модели с масляным сцеплением, там масла больше 5 л[5]), а также блок сцеплений. Из-за этого DSG не даёт решающее преимущество перед автоматом по стоимости владения.
  • Конструкция довольно молодая, слабым местом остаются электрические или электрогидравлические исполнительные механизмы[6], и часто (на 2018) автодилеры ремонтируют её заменой крупных узлов[6], а сторонних автосервисов, способных перебрать такую коробку, очень мало[7][6].
  • Не лучшее поведение на низких скоростях, присущее любой трансмиссии со сцеплением[8]. Производители смягчают этот вопрос очень короткой первой передачей[6].
  • Небольшая задержка перед резким ускорением при движении на средних скоростях[9], 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. Интересно этот вопрос решён в McLaren MP4-12C: водитель может, по принципу трёхпозиционной кнопки фотоаппарата, дать коробке команду подготовить верхнюю или нижнюю передачу.
  • Как и любой робот, требует автоматическую систему удержания на подъёме, а также множество датчиков, отвечающих за правильный выжим сцепления[10].
  • Автомат более устойчив к частичным отказам и позволяет выехать хотя бы на одной передаче[10].
  • Автомат более масштабируемый в дорогих спортивных и представительских авто[8]. Автоматы уже имеют 8 или 9 скоростей, роботам иметь столько передач невыгодно, а 10-скоростной легковой робот так разработать и не смогли[11].

Применение[править | править код]

Двухдисковый робот применяется широко:

  • На легковых автомобилях классов BD (малый — семейный), кроссовер[12] — на одной и той же машине можно и прикоснуться к быстрой езде, и ездить экономно. Так, роботизированный Volkswagen Polo Sedan (B-класс) разгоняется до 100 км/ч за 9,9 с — великолепный показатель для малых авто. Заявленный расход на ручной и роботе одинаков: 5,7 л/100 км в смешанном цикле. 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[8]. 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-)[13]. В особо малых авто конкуренты — автомат и вариатор, в бизнес-классе — автомат.
  • На грузовиках. Mitsubishi Fuso Truck and Bus Corporation первой оснастила грузовик двухдисковым роботом в 2011 году[14]. 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 и более опытный водитель, 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[8] — 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.
  • 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).

Мифы о двухдисковом роботе[править | править код]

У автоблогеров очень много мнений, и некоторые неверны.

Миф: на светофорах надо ставить селектор в N. 
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[6], и в переходе в N нет нужды. Коробка DSG сигнализирует об этом моменте тахометром, опуская обороты на 50…100.
Частичный миф: робот не любит пробок
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, и стоит придерживать 1-ю передачу, перейдя в режим ± или S.

Примечания[править | править код]

  1. Volkswagen Group The 7-speed DSG (недоступная ссылка). Дата обращения 4 марта 2019. Архивировано 5 марта 2016 года.
  2. Volkswagen Group DSG: the New DQ500 (недоступная ссылка). Дата обращения 17 декабря 2012. Архивировано 25 сентября 2013 года.
  3. Autotechnic.su — Преселективные коробки (DSG)
  4. Принцип работы КПП с двойным сцеплением (коробка передач DSG). AutoRelease.ru. Дата обращения 30 июня 2010. Архивировано 17 апреля 2012 года.
  5. https://otoba.ru/transmissii/vag/dq500.html
  6. 1 2 3 4 5 https://uzr.com.ua/expert/pochemu-umirayut-korobki-dsg/
  7. https://avtopulsar.ru/korobka-dsg-plyusy-i-minusy-silnye-i-slabye-storony-dsg/
  8. 1 2 3 4 https://www.autocentre.ua/opyt/tehnologii/robot-protiv-avtomata-plyusy-i-minusy-korobok-peredach-593107.html
  9. Volkswagen — зачем коробке DSG «сухие» сцепления?. autoreview.ru. Дата обращения 31 марта 2011. Архивировано 30 июня 2012 года.
  10. 1 2 3 https://os1.ru/article/7296-preimushchestva-i-nedostatki-avtomaticheskih-i-robotizirovannyh-kp-avtomat-ili-robot-ch-1
  11. https://avtoreliz.com/8066-volkswagen-prekrashhaet-razvitie-10-skorostnoj-akpp.html
  12. Примеры автомобилей с такими роботами (помимо VAG): B — Hyundai i20, C — Hyundai i30, Renault Megane, D — KIA Magentis, кроссовер — дизельные Ford Kuga
  13. Примеры автомобилей с такими роботами (помимо VAG): A — Smart Forfour, Renault Twingo, E — младшие Volvo S80.
  14. https://web.archive.org/web/20111004064335/http://media.daimler.com/dcmedia/0-921-854990-1-1316186-1-0-0-0-0-1-11701-614240-0-1-0-0-0-0-0.html