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 (стандартная аббревиатура — DCT, dual-clutch transmisstion) 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 полукоробке 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 полукоробке 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, пока другая полукоробка включает нужную передачу. 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: например, в DSG-типы требуется не более 2 л масла типа DCTF, а для охлаждения плат мехатроника — 1 л жидкости с допуском G 004 000.

История[править | править код]

Долгое переключение было бичом скоростных автомобилей, и в конце 1930-х Адольф Кегресс первым предложил распараллелить две коробки.

В 1982 году был гоночный дебют полуавтомата с двойным сцеплением (Porsche 956). Для старта требовалось ножное сцепление, а сама коробка была тяжёлой и ненадёжной. К тому же выяснилось, что сделанный из современных материалов полуавтомат с одним сцеплением проще, легче и переключается достаточно быстро — эта схема и прижилась с конца 1980-х в современных «формулах».

В 2003 году робот с двумя сцеплениями дебютировал в массовом сегменте под брендом Volkswagen DSG. Упрощённая его версия, DSG7 DQ200, устанавливаемая на «заряженные» версии маломощных автомобилей, заслужила крайне неоднозначную репутацию. Из крупных поломок нашумели: в тропическом климате одна жидкость протекала в другую и разъедала платы мехатроника[4]; растрескивалось посадочное место гидроаккумулятора[5]; разрушалась вилка 6-й и задней передач[6]. С 2014 года Volkswagen счёл DQ200 достаточно надёжной и отказался от дополнительных гарантий.

Mitsubishi Fuso Truck and Bus Corporation первой оснастила грузовик двухдисковым роботом в 2011 году[7]. Впоследствии идею подхватили другие производители (John Deere — 2012, Volvo — 2014), но такие грузовики остаются крайне редкими и любимы в основном в гористых странах, где важно проходить подъёмы с разгона, переключаясь вниз с потерей скорости.

Особенности[править | править код]

Вождение и экономия топлива[править | править код]

Время переключения робота с двойным сцеплением 8…200 мс в зависимости от модели — 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 автоматических 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 коробке передач и роботе одинаковы: разгон от 0 до 100 км/ч 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[8]. 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[9].

Недостаток, несущественный в спорте, но важный в гражданской езде — задержка перед резким ускорением из экономичного режима[10], 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[11]. Из расходных материалов — дорогое редкое масло (особенно модели с масляным сцеплением, там масла больше 5 л[12]), а также блок сцеплений. Из-за этого, несмотря на экономию бензина, DSG не даёт решающее преимущество перед гидроавтоматом по стоимости владения.

Конструкция довольно молодая, и часто (на 2018) автодилеры ремонтируют её заменой крупных узлов[9], а сторонних автосервисов, способных перебрать такую коробку, очень мало[13][9].

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[14].

Применение[править | править код]

Двухдисковый робот применяется широко:

  • На легковых автомобилях классов BD (малый — семейный), кроссовер[15] — получается экономичная машина, способная на «спортивный» разгон. 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 с[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-)[16]. В особо малых авто конкуренты — автомат и вариатор, в бизнес-классе — автомат.
  • На коммерческом транспорте. Несмотря на попытки с 2011 года, на 2019 такие грузовики очень редки: сложные конструкции не прибавляют грузовику рентабельности[14]. 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; к тому же такие автомобили часто покупают для малых городов и сёл, где нужного автосервиса может просто не найтись. Здесь обычно устанавливают дешёвые ручные коробки, построенные на их основе роботы с одним сцеплением (Lada Vesta) либо 4-скоростные автоматы (KIA Rio до 2016 года).
  • 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. 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 конец 2010-х годов 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]

Миф: на светофорах надо ставить селектор в N[17]

Рекомендация родом ещё из ручных коробок — «изнашиваешь выжимной подшипник». Также требование ставить N было в некоторых однодисковых роботах[18]. В двухдисковом роботе один из подшипников всегда под нагрузкой, и соответственно эти подшипники очень прочны. В 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[9], и с прочными подшипниками этого достаточно. 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[17].

Частичный миф: робот не любит пробок. Либо в пробках надо ездить в «ручном» режиме[17]

Действительно, при движении в пробке на 1-й передаче гидроавтомат никуда не переключается, а ручная и робот — трогается, расходуя время и сцепление. Устойчивая скорость роботов специальной постройки 5—7 км/ч, меньше, чем у ручных и роботов с «ручным» прошлым, и это помогает в пробках. Зато роботы любят очень рано переходить на минимальные обороты 2-й передачи, это удобно во дворах (снижены шум и выбросы, машина не «прыгнет» при грубой работе педалью газа), но мешает в глухих пробках (пиковая скорость менее 10 км/ч), и там 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. Всё о коробке DSG7 DQ200 ч.2.2.1: Мехатроник (начало) — Volkswagen Golf, 1.6 л., 2011 года на DRIVE2
  5. Всё о коробке DSG7 DQ200 ч.2.2.2: Мехатроник (продолжение) — Volkswagen Golf, 1.6 л., 2011 года на DRIVE2
  6. Всё о коробке DSG7 DQ200 ч.2.3.1: Механическая часть КПП (начало) — Volkswagen Golf, 1.6 л., 2011 года на DRIVE2
  7. First double-clutch transmission in a truck | Daimler Global Media Site > Daimler Trucks > Mitsubishi Fuso
  8. 1 2 3 Робот и автомат в чем разница - плюсы и минусы КПП
  9. 1 2 3 4 https://uzr.com.ua/expert/pochemu-umirayut-korobki-dsg/
  10. Volkswagen — зачем коробке DSG «сухие» сцепления?. autoreview.ru. Дата обращения: 31 марта 2011.
  11. Принцип работы КПП с двойным сцеплением (коробка передач DSG). AutoRelease.ru. Дата обращения: 30 июня 2010. Архивировано 17 апреля 2012 года.
  12. DQ500 - семиступенчатый робот Volkswagen DSG-7 0BH | Otoba.ru
  13. https://avtopulsar.ru/korobka-dsg-plyusy-i-minusy-silnye-i-slabye-storony-dsg/
  14. 1 2 Преимущества и недостатки автоматических и роботизированных КП – Основные средства
  15. Примеры автомобилей с такими роботами (помимо VAG): B — Hyundai i20, C — Hyundai i30, Renault Megane, D — KIA Magentis, кроссовер — дизельные Ford Kuga
  16. Примеры автомобилей с такими роботами (помимо VAG): A — Smart Forfour, Renault Twingo, E — младшие Volvo S80.
  17. 1 2 3 Всё о коробке DSG7 DQ200 ч.5: Советы по эксплуатации DSG7 DQ200. Как не убить коробку? — Volkswagen Golf, 1.6 л., 2011 года на DRIVE2
  18. Easytronic от opel что это