Двойное сцепление. Устройство и принцип работы . . . .
Еще не так давно автомобиль, имеющий двойное сцепление, воспринимался как нечто необычное, но сегодня редко кого удивишь этим. Несмотря на это, сегодня не каждый специалист может объяснить принцип работы двойного сцепления. На самом же деле тут все очень просто.
Достоинства и недостатки двойного сцепления
Главным достоинством такого сцепления является превосходная плавность хода автомобиля, а также отсутствие подергиваний и резких рывков. Также к достоинствам следует отнести экономию топлива почти на 10%, что является весомым аргументом в пользу двойного сцепления. Отличная динамика при линейном ускорении без потери мощности. КПП с двойным сцеплением идеальное решение для автомобилей мощностью 200-500 лошадиных сил.
Если говорить о недостатках, то тут следует выделить огромное количество сложных элементов в системе подачи крутящего момента на ходовую часть автомобиля, а это в свою очередь влечет за собой высокие цены на ремонт и техническое обслуживания такой коробки переключения передач. Еще одним из существенных недостатков следует считать тот факт, что на сегодняшний день не так много автосервисов, которые могут на профессиональном уровне справиться с ремонтом КПП с двойным сцеплением.
Но, все же достоинств данная система имеет гораздо больше, чем недостатков, поэтому выбор за вами.
Немного из истории
В серийное автомобилестроение такой вид коробки передач пришел с гоночных треков. Впервые КПП с двойным сцеплением была создана конструктором А.Кегрессом в 1939 году, который планировал применить ее на Citroen Traction. Но, его задумка так и не воплотилась в жизнь.
И только в середине 80-х годов конструкторы Porsche впервые создали автомобиль, который имел возможность переключения передачи под нагрузкой. Для гоночных автомобилей это был настоящий прорыв, так как на состязаниях победа могла решиться долями секунды. И если раньше, при переключении передач двигатели значительно теряли мощность, то при двойном сцеплении передачи переключались без потери крутящего момента.
Устройство коробки передач с двойным сцеплением
Главной деталью КПП с двойным сцеплением является двойной вал. А если говорить простым языком, то в одном корпусе КПП находятся две обычные коробки передач, которые работают попеременно.
Управление всеми механизмами осуществляется при помощи гидравлики и автоматики. Стоит отметить, что в такой коробке передач отсутствует гидротрансформатор, а сама система является лучшей системой сухого двойного сцепления.
В момент начала движения на автомобиле на первой передаче, система уже автоматически готовит вторую передачу. В процессе переключения передач происходит размыкание первого сцепления, и замыкание второго. Затем, при разгоне автомобиля автоматика готовит третью скорость и так далее. Система автоматики настолько совершена, что при определении каждой последующей передачи учитывает:
Скорость вращения вала трансмиссии;
Положение педали акселератора;
Скорость вращения колес;
Текущее положение рычага КПП.
Непосредственно в процессе переключения передачи, оба сцепления становятся замкнутыми на сотые доли секунды, несмотря на это, двигатель продолжает быть соединенным с ведущими колесами, а потеря крутящего момента практически не ощущается.
На сегодняшний день КПП с двойным сцеплением широко используют ведущие мировые авто концерны:
Зачем нужно двойное сцепление
Коробки передач с двойным сцеплением скоро вытеснят привычный «автомат», причем это касается не только легковушек, но и грузовиков. Разберемся в особенностях таких трансмиссий.
Двойное сцепление, позволяющее переключать передачи без разрыва потока мощности, находит все более широкое применение не только в легковых, но и грузовых автомобилях. Однако сложность конструкции коробки передач тяжелого грузовика вносит в механизм силового переключения определенные особенности.
Подразумевающее наличие двух фрикционных муфт, двойное сцепление позволяет непрерывно передавать крутящий момент от двигателя на ведущие колеса. Серийное применение этого решения для плавного переключения передач началось в 1980-х годах. Однако производителей двойного сцепления, ввиду его высокой технической сложности, до сих пор не так уж много (BorgWarner, Getrag, Luk, Ricardo, ZF).
Среди коммерческих автомобилей первым получил двойное сцепление Mitsubishi Fuso Canter — речь идет о 6-ступенчатой КП Duonic, предлагаемой опционально начиная с Canter седьмого поколения. Затем подобное решение стало реальностью и для тяжелых грузовиков. С учетом особенностей конструкции тяжелой 12-ступенчатой трансмиссии — наличия делителя и демультипликатора, стратегия работы двойного сцепления может быть реализована по-разному. Это дает дополнительные возможности приспособить трансмиссию к конкретным условиям эксплуатации, а значит, расширяет потенциальные возможности применения таких решений в будущем.
I-SCHIFT DUAL CLUTCH
Первой компанией, заявившей об установке на тяжелые грузовики коробок с двойным сцеплением, стала Volvo Trucks. Система I-Shift Dual Clutch, прошедшая с 2009 года миллионы километров ежедневных испытаний, в настоящее время поставляется вместе с двигателями D13K мощностью 460, 500 и 540 л. с. Решение рассчитано на передачу крутящего момента 2800 Нм в составе силовой линии 60-тонного автопоезда.
Новый шедевр конструкторской мысли создан на базе 12-ступенчатой коробки I-Shift с делителем, демультипликатором и электронной системой управления переключением передач.
Трансмиссии с двойным сцеплением: мифы и реальность
Стоит начать с того, что на коробки передач с двойным сцеплением в первую очередь обратили внимание те производители, в производственных программах которых присутствуют спорткары. Например, инженеры Porsche еще в начале 80‑х активно работали над этой конструкцией, так как в быстрых автомобилях, которые можно использовать как в повседневной жизни, так и на гоночных трассах, большое значение имеет непрерывность крутящего момента, передаваемого на колеса. Поэтому есть смысл сравнить роботизированную коробку передач с двойным сцеплением с привычной механической КП. Если схематично, то в трехвальном варианте МКП первичный вал коробки передач через механизм сцепления соединен с маховиком двигателя, и на одной оси с ним расположен вторичный вал с зубчатыми шестернями, который через приводы или карданный вал передает крутящий момент на колеса автомобиля. «Коммуникацию» вращения от ведущей шестерни первичного вала к ведомым шестерням вторичного вала обеспечивает промежуточный вал, на котором жестко закреплены шестерни передач. При заведенном двигателе и нейтральном положении рычага переключения передач вращаются первичный и промежуточный валы, но вторичный вал не задействован. Для включения передачи нужно выжать педаль сцепления (отсоединив, таким образом, КП от двигателя), перевести рычаг в нужное положение (обеспечив соединение соответствующих шестерен вторичного и промежуточного валов) и, отпустив педаль сцепления, обеспечить через валы КП передачу крутящего момента от двигателя к колесам. Для того чтобы задействовать следующую передачу, нужно опять произвести необходимые манипуляции с педалью сцепления, и это как раз тот момент, когда происходит разрыв потока мощности.
Ремонтный комплект RepSet 2 CT бренда LuK.
Роботизированные коробки с двойным сцеплением этой проблемы лишены. В такой коробке передач используются два приводных вала, вставленных один в другой (внешний и внутренний), но имеющих свободное вращение относительно друг друга. На внешнем валу — шестерни нечетных передач, на внутреннем — четных. По сути, это две механические коробки передач, каждая со своим рядом зубчатых шестерен и со своим механизмом сцепления, то есть с двойным сцеплением. Такое сцепление в едином корпусе имеет два набора фрикционных дисков, каждый из которых отвечает за работу со своим рядом шестерен. И в то время, когда автомобиль разгоняется, к примеру, на второй передаче, третья передача уже находится в полной рабочей готовности, но диски сцепления, отвечающие за нечетный ряд шестерен, пока разомкнуты. Как только обороты двигателя доходят до нужного предела, электроника включает в работу второй комплект дисков сцепления, размыкая первый комплект. А в это время к работе готова уже четвертая передача. Такой же алгоритм работы и при переключениях вниз — с падением оборотов к работе готовится более низкая передача. Весь процесс переключения не превышает десятой доли секунды! Таким образом, коробка передач с двойным сцеплением позволяет передавать непрерывный поток мощности.
СУХОЕ ИЛИ МОКРОЕ?
Существует два типа двойного сцепления — сухое и мокрое, и ряд ведущих компаний имеют в своем ассортименте оба типа. К примеру, двойное сухое сцепление LuK компании Schaeffler было запущено в производство в 2008 году, а в 2014‑м на рынок было выведено мокрое сцепление этого бренда. Конструктивная особенность более распространенного сухого сцепления заключается в том, что его диски работают в обычных условиях, так же, как и в случае со сцеплением МКП. Замыкаются и размыкаются диски посредством электромагнитных приводов. В случае с двойным мокрым сцеплением диски вращаются в масляной среде, а управлением их работой занимается гидравлическая система. Системы сухого сцепления устанавливаются главным образом на автомобили с небольшим крутящим моментом, поскольку рассеивание — это единственный способ отвести тепло, выделяющееся в результате трения. И напротив, системы мокрого сцепления большей частью используются в трансмиссиях автомобилей, у которых крутящий момент превышает 250 Нм. Двойное сухое сцепление более компактно и обладает более высоким КПД, в то время как двойное мокрое сцепление намного эффективнее отводит тепло.
Для двигателей с высоким крутящим моментом чаще используют мокрое двойное сцепление.
Но более эффективным является двойное сцепление сухого типа.
БЕЗ НЕДОСТАТКОВ?
Но сначала о преимуществах, которых у трансмиссий с двойным сцеплением куда больше, нежели напряженных моментов. Во-первых, это скорость переключения передач, а значит, и динамика автомобиля. Во-вторых, постоянство потока мощности, что, к примеру, очень важно для моторов с турбинами. В-третьих, высокая эффективность: по топливной экономичности автомобили с роботизированной коробкой передач с двойным сцеплением менее прожорливы, чем те, что оснащены МКП, не говоря уже об автоматах. Есть, конечно же, и трудности. Нужно признать, что сложная конструкция трансмиссий с двойным сцеплением не сразу позволила добиться безошибочной работы системы. Сегодня трансмиссии с двойным сцеплением имеют высокую надежность, но при необходимости ремонта или замены модуля сцепления, а износ любого узла неизбежен, владельцы автомобилей оказываются лицом к лицу со сложным и дорогостоящим обслуживанием. Чтобы обеспечить надежный и экономически эффективный ремонт системы сцепления, специалисты компании Schaeffler разработали и внедрили технологию ремонта двойного сцепления, предложив сотрудникам сервисов ремонтное решение LuK RepSet 2CT. Кроме полного комплекта всех необходимых для ремонта модуля двойного сцепления деталей, в ассортимент продукции входит специальный инструмент, который позволяет выполнить необходимые ремонтные работы быстро и профессионально. Помимо «железа», Schaeffler предлагает персоналу сервисных станций обучение — онлайн, оффлайн или технические семинары на СТО, а также полную информационно-техническую поддержку по всему ассортименту продукции.
Сравнение расхода топлива. Двойное сцепление предпочтительнее с точки зрения топливной экономичности.
Традиционно европейские ценники на автомобили были гораздо привлекательнее отечественных. Но резкое падение рубля перевернуло всё с ног на голову. Мы отобрали популярные кроссоверы, на которые россиянам стоило бы потратить свои валютные сбережения
Ford EcoSport
Пожалуй, самая крупная российская премьера Ford в этом году – компактный и экономичный кроссовер EcoSport – в минимальной комплектации обойдётся отечественным покупателям в 649 000 рублей. В то же время в Германии за такой попросят от 19 200 евро, в пересчёте на рубли – 1 119 700 рублей. Дороже почти в два раза! И это при том, что российский EcoSport в максимальной комплектации Titanium Plus стоит 899 000 рублей.
Opel Mokka
Даже немецкие кроссоверы в России стоят значительно дешевле, чем в Германии. Для европейских покупателей ценник стартует с отметки в 18 990 евро (1 107 440 рублей). У нас такие деньги попросят разве что за топовую версию флагмана Insignia, в то время как Mokka стоит от 735 000 рублей. Самая навороченная модификация Opel Mokka Cosmo с 1,7-литровым 130-сильным дизельным двигателем и шестиступенчатым автоматом всё равно выйдет дешевле базовой немецкой версии – 1 045 000 рублей.
Mercedes-Benz GLA
Разницу цен (хоть и не такую контрастную) можно увидеть и у «породистых» немцев. В России Mercedes-Benz GLA доступен покупателям по цене от 1 430 000 рублей. В Германии штутгартский кроссовер в минимальной комплектации продаётся за 29 300 евро (1 708 800 рублей). Пример с GLA показателен тем, что в отличие от остальных автомобилей из нашего списка, минимальные комплектации в России и ФРГ насчитывают минимум отличий. Так что в этом случае ценовая разница обусловлена исключительно падением рубля.
Citroen C4 Aircross
Конечно, эпатажный Cactus до нас так и не доехал. Зато есть C4 Aircross – по цене от 909 000 рублей против немецкого ценника 24 240 евро (1 413 600 рублей). В полумиллионную разницу вполне можно уложить покупку ещё одного Citroen – например, седана С-Elysse или малолитражки C1. Покупка С4 Aircross в полноприводной модификации и с полным фаршем также станет оправданным вложением – в России его стоимость составляет 1 109 000 рублей, на 300 тысяч дешевле минимальной европейской модификации.
Nissan Juke
20 ноября стартуют российские продажи обновлённого Nissan Juke, при этом цены на кроссовер уже объявлены. Стоимость автомобиля в базовой комплектации Base с двигателем 1,6 л мощностью 94 л.с. составит 685 000 рублей. В Европе Juke уже продают по цене от 15 450 евро (901 000 рублей). Максимальная комплектация LE, в соответствии с заявленнными ценами, будет стоить от 983 000 рублей. В Германии аналогична модификация продаётся за 26 790 евро (1 562 000 рублей).
Renault/Dacia Duster
Самый доступный из приведённых кроссоверов — Dacia Duster — во всех западно-европейских странах стоит примерно одинаково – в районе 10 600 евро (623 400 рублей) за переднеприводную версию с 1,6-литровым двигателем мощностью 105 лошадиных сил с механической коробкой и минимальным оснащением. Его аналог Renault Duster обойдётся российскому покупателю значительно дешевле – 492 000 рублей.
Двойное сцепление: что это и как это работает? Плюсы и минусы двойного сцепления
Всем привет! Сегодня на мы поднимем вопрос двойного сцепления, постараемся максимально раскрыть тему и ответить на главные вопросы, которые вас интересуют. Вы узнаете, что такое двойное сцепление, кто и зачем его придумал, а также какие плюсы и минусы двойного сцепления существуют.
Довольно много инноваций в современных автомобилях, которые уже стали нормой, перекочевали из автомобильного спорта. Система двойного сцепления — не исключение. Для гоночных автомобилей каждая секунда дорога, поэтому учитывается каждый нюанс и даже скорость переключения передач. Не буду вдаваться в детали о том кому пришло в голову изобрести двойное сцепление (но на всякий пожарный скажу, что это был француз Адольф Кегресс, который еще в далеком 1939 пытался воплотить в жизнь то, что мы сегодня называем коробка с двойным сцеплением. ), но это изобретение позволило не только экономить время на переключении скоростей, но и не терять при этом крутящий момент. Такую особенность подхватили маркетологи и уже после доработали и внедрили в жизнь инженеры, в результате чего двойное сцепление появилось на АКПП и «роботах».
Кроме явных преимуществ и плюсов двойного сцепления есть у него и минусы, однако прежде чем перейти к перечислению тех и других, предлагаю вкратце разобраться как работает двойное сцепление.
Двойное сцепление — устройство и принцип работы
В отличие от обычной коробки переключения передач (КПП), у коробок с двойным сцеплением два вала вместо одного, на которых располагаются шестерни. У каждого сцепления своя задача, одно передает крутящий момент на первый вал, а другое — передает его на второй вал. На каждом валу располагаются шестерни, то есть передачи, один вал содержит исключительно четные, а второй нечетные передачи. Для примера: на внутреннем валу 2-я, 4-я, и 6-я передачи, а на внешнем 1-я, 3-я, и 5-я. В принципе, вся КПП — это совокупность валов и шестеренок, которые взаимосвязаны между собой и включаются в работу тогда, когда вам это нужно.
Трансмиссия данного типа работает под руководством автоматики, которая в свою очередь управляет гидравлическими приводами (гидроприводами). Ошибочно полагать, что такая коробка — это простой всем нам знакомый «автомат», нет, есть разница, при чем большая. В коробке с двойным сцеплением отсутствует неотъемлемая составляющая каждой автоматической коробки — гидротрансформатор.
Модификации двойного сцепления
Существует два варианта исполнения данной коробки с «мокрым» и «сухим» сцеплением.
Мокрое сцеплении предусматривает расположение узлов коробки в масляной среде. За счет такого решения происходит охлаждение, снижается трение между рабочими поверхностями и соответственно сокращается износ деталей. Двойным сцеплением «мокрого» типа, как правило, оснащаются автомобили с большим крутящим моментом, то есть мощные спорткары и заряженные гоночные автомобили.
Сухое сцепление, как уже понятно из названия, работает «на сухую», в результате чего существенно проигрывает «мокрому» аналогу. Однако вместе с тем имеет ряд преимуществ, среди которых: простота и надежность за счет отсутствия масляного насоса. Последний, кстати, потребляет ресурс двигателя, а стало быть снижает его мощность со всеми вытекающими.
В двух словах об устройстве сухого сцепления. Сухой тип двойного сцепления имеет более простое устройство. Используется всего лишь один ведущий диск, соединенный с маховиком двухмассового типа, а на первичных валах установлены диски сцепления. Затем идут нажимные диски, рычаги, пружины, а также два нажимных подшипника. По умолчанию диски разомкнуты.
Мокрое сцепление предусматривает наличие двух пакетов дисков, расположенных внутри корпуса. Некоторые фрикционные диски соединены с корпусом жестко. Сам корпус сцепления соединен с валом двигателя при помощи ступицы. Другие фрикционы соединены с валами КПП через ступицы. По умолчанию сцепление разомкнуто, поскольку на диски воздействуют пружины. Как только возникает потребность в сцеплении в работу включается гидроцилиндр, подключенный к гидроэлектрическому модулю.
На переднеприводных автомобилях используются коробки с мокрым двойным сцеплением параллельного расположения за счет компактности концентрических муфт.
Принцип работы двойного сцепления
В случае использования простого сцепления потеря крутящего момента во время переключения передач — неизбежна, вместе с этим происходит и потеря мощности. У двойного сцепления все куда лучше, как только автомобиль сдвинулся с места, система уже ждет переключения на повышенную передачу как бы предугадывая его, для этого используются сигналы, поступающие от датчиков. Когда наступает время переключения, первый диск сцепления мгновенно отключается и включается второй диск.
Прежде чем переключить ту или иную скорость, система анализирует ряд сигналов, которые поступают от датчиков. Главным среди сигналов являются данные о положении педали «газа», именно эти данные позволяют системе понять, чего хочет водитель — ускориться или сбавить обороты. Также при переключении скоростей учитывается скорость вращения колес, валов в КПП, а также положение ручки переключения передач. Грубо говоря, в момент переключения передач какие-то доли секунды сцепление обеспечивается за счет двух систем дисков, после чего одна из них отключается. Кроме скорости переключения соблюдается также плавность, то есть ни намека на рывки или толчки.
О плюсах двойного сцепления
• Скорость и плавность переключения передач.
• Экономия топлива (даже больше чем на «механике»).
• Лучшая разгонная динамика по сравнению с АКПП и МКПП. Достигается благодаря отсутствию пауз и падения мощности между переключением передач.
• Двойное сцепление идеально сочетается с мощными автомобилями (от 200 «лошадей» и выше).
• Возможность переключения передач в ручном режиме.
О недостатках двойного сцепления
• Сложная конструкция, что так или иначе сказывается на стоимости обслуживания и ремонта. Те, кому довелось заниматься ремонтом коробки с двойным сцеплением в один голос утверждали об оооочень высоких ценах на ремонт и запчастях.
• Проблема найти специалиста, который бы взялся за ремонт коробки с двойным сцеплением или выполнил его правильно.
Как-то так. Надеюсь вам было интересно и понятно!? Ваши соображения относительно данного типа сцепления оставляйте в комментариях, возможно у кого-то из вас был опыт эксплуатации или ремонта КПП с двойным сцеплением — будем признательны, если вы ими поделитесь с нами. Всем пока, и удачи!
Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов