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

Как устроена новая коробка Kia

DCT расшифровывается как Dual Clutch Transmission, то есть трансмиссия с двумя сцеплениями. Это первая многодисковая коробка — собственная разработка компании Kia Motors из Центра Исследований и Разработок в Намьянге.

Как вы уже могли догадаться, DCT — это в определенном смысле аналог знаменитой коробки DSG от Volkswagen, которая сначала радовала покупателей резвостью и экономичностью, потом досаждала поломками в своем 7-ступенчатом исполнении, а к 2014 году наконец лишилась явных конструктивных дефектов после доброго десятка доработок.

Для непосвященных кратко объясним, что DCT — это «робот», то есть конструктивно — механическая коробка с блоком управления и актуаторами, которые вместо водителя переключают передачи. А что такое «два сцепления»? Если вкратце, то, вообще-то, сцепление одно. Просто ведомых дисков у него два — один передает крутящий момент на нечетный ряд передач (1-3-5-7 и т.д.), второй — на четный (2-4-6 и т.д.).

Конструкция собрана таким образом, что диски сцепления сидят на одной оси, а их валы вложены один в другой. Второй вал длиннее первого и проходит насквозь. Каждый из них приводит в движение свой ряд шестерней: четный и нечетный. Между этими дисками находится ведущий диск — маховик, который вращает двигатель.

Включение и выключение дисков сцепления электромеханическое, что ускоряет процесс переключения. Но основная экономия времени при выборе передачи — в так называемом преселективном режиме работы АКПП. Если грубо, то пока включена, допустим, первая передача на нечетном ряду, на четном уже подготовлена к включению вторая — когда это будет необходимо, останется только отсоединить от маховика один диск сцепления и присоединить другой.

Электронный блок управления коробкой предугадывает динамику движения — разгон или торможение, заранее замыкая привод следующей зубчатой пары. Как на передачу вверх, так и вниз. Два процесса, отсоединение одного диска и присоединение другого, происходят одновременно.

Как вы понимаете, конструкция невероятно сложная. Незначительные отклонения в работе коробки на доли секунды и на доли миллиметра быстро приводят к ускоренному износу дисков и нестабильной работе с толчками при движении и т.п. Собственно, сложностями настройки электроники во многом и обусловлены проблемы с фольксвагеновской коробкой DSG.

В целом схема позволяет сократить время на переключение передач до 100-200 миллисекунд, обеспечить ровную тягу при разгоне и снизить расход топлива, экономя до 10%. В случае с Kia заявленная экономия — 5-7%.

История преселективных коробок

Сама по себе идея использования мультидискового сцепления была запатентована французским инженером Адольфом Кегрессом еще в 1935 году. Мсье Кегресс вообще был большим талантом и, помимо патента на то, что в будущем стало DCT, еще сделал первый внедорожник — гусеничный Руссо-Балт, о котором мы когда-нибудь расскажем. Но не будем отвлекаться. Из-за отсутствия технологических возможностей идея коробки с двумя сцеплениями осталась на бумаге.

В 80-х годах инженеры Porsche воплотили задумку в железе и использовали передовую разработку в кольцевых автогонках. Однако значительные габариты, большой вес и низкая надежность оставили коробку на уровне прототипа, и за гоночный трек она не вышла. Подобные попытки предпринимали и раллийные команды Peugeot и Audi, но закончилось все тем же — от использования отказались.

С середины 90-х VW начинает разработку своей версии мультидисковой АКПП под аббревиатурой DSG (Direct Speed Gearbox). Результатом стала серийная коробка, которая с 2003 года устанавливалась на Golf Mk4 R32. Опыт оказался настолько успешным, что им заинтересовались другие автопроизводители, а VW совершенствует эту коробку и по сей день, устанавливая ее практически на все свои серийные автомобили.

На данном этапе такие коробки делятся на два типа — сухие и мокрые. С сухими все понятно по определению. Диски работают, как в обычной механической коробке, на сухом трении. В мокрых диски сцепления погружены в масляную ванну. Сделано это для охлаждения при нагрузке свыше 350 ньютонов на метр. Мокрые «роботы» работают с «моментными» дизелями и высокофорсированными бензиновыми двигателями.

Расскажем о нескольких типичных представителях семейства преселективов.

Audi S-Tronic

Изначально S-tronic разрабатывался под высокие нагрузки: предельные значения 550 Н*м, 9 000 об/мин. Конструкторам пришлось обеспечить два контура смазки. Один отвечает за работу управляющей гидравлики и сцепления, другой обеспечивает смазку шестерней КПП. Причем масло используется разное. Так как плотность гидротрансформаторного масла может меняться при различной температуре, при агрессивных режимах работы масляная помпа имеет дополнительный вакуумный усилитель, способный поднять давление на непродолжительное время.

Другая особенность в том, что выходной вал передает вращение на межосевой дифференциал, расположенный прямо в корпусе самой АКПП. В зависимости от настроек дифференциал может передавать на заднюю ось от 35% до 85% крутящего момента (60% по умолчанию).

Данная коробка может работать как в полностью автоматическом режиме, так и в ручном с использованием подрулевых переключателей вверх/вниз (+/-).

8 видов необычных коробок передач и их отличия

Вопреки логике, или Коробочки с секретом: нетипичные трансмиссии

На фоне того, что Hyundai недавно представила нестандартную во многих планах «двухпедальную» механическую коробку передач, у которой отсутствует педаль сцепления, мы решили вспомнить, какие еще самые необычные КПП делали автопроизводители за историю автомобилестроения. Ведь «умная» механика без сцепления — это далеко не самый топовый вариант технического прогресса. Вот еще семь не менее странных трансмиссий.

Hyundai iMT

Но начнем список с новинки. Итак, Hyundai недавно показала новую версию своей «интеллектуальной механической трансмиссии» iMT. Как вы уже поняли, эта шестиступенчатая коробка является гибридом механической и автоматической систем.

В коробке передач используется сцепление с электроприводом, которое разъединяет двигатель с приводом колес. При этом, управляя автомобилем с новой коробкой, водитель самостоятельно выбирает момент переключения передач, отработанным движением перебрасывая привычную ручку в одно из шести положений, соответствующих одной из шести передач.

Каждый раз, когда водитель переключает передачу, трансмиссия определяет этот момент с помощью «датчика намерения» и запускает гидравлический привод переключения. Затем повышение гидравлического давления приводит в действие рабочий цилиндр, который, в свою очередь, управляет сцеплением и нажимным диском. И вот сцепление включается и выключается в нужный момент.

Hyundai назвала эту систему «первой в отрасли», но, как мы узнали, ранее уже были подобные технологии, и не только они.

Alfa Romeo Q-System

Трансмиссия Q-System появилась в далеком 1998-м году и устанавливалась исключительно на самые мощные версии Alfa Romeo 156 с 190-сильным 2.5-литровым мотором V6.

Эта четырехступенчатая автоматическая коробка передач работает так же, как и любая другая, если ее использовать в автоматическом режиме, но переместите селектор в левую сторону, и можно будет менять передаточные числа по традиционной ручной H-образной схеме!

Toyota GR HV

Но итальянцы делали эту уникальную коробку не самостоятельно. Q-System поставляла на «сапог» японская компания Aisin, контрольный пакет акций которой принадлежит Toyota. Возможно, именно с этим связано подозрительное совпадение, а именно, что в 2017 году Toyota представила концепцию GR HV с аналогичной концепцией коробки передач.

Концепт был построен на основе серийного купе Toyota GT86, и необычным в нем была не только внешность, но и технические решения. В концепции купе Токийского автосалона трехлетней давности также используется автоматическая коробка передач Aisin, но в салоне явно виднелся рычаг механической коробки передач. «Ручкой» можно было переключать шесть передач коробки, предварительно выбрав ручной режим при помощи кнопки на консоли.

Более свежая система работала лучше итальянской Q-System.

VW Autostick

А вот у Volkswagen уже в 1968 году была система КПП, аналогичная iMT от Hyundai. Впервые она стала использоваться на Beetle и Karmann Ghia и звали ее «Autostick». КПП производилась восемь лет. Трехступенчатая коробка работала при помощи кнопки в верхней части ручки переключения передач, которую водитель нажимал при «втыкании» новой передачи.

Нажатие кнопки включало 12-вольтный соленоид, который затем приводил в действие вакуумную муфту. Когда водитель отпускал кнопку, сцепление снова включалось.

Saab Sensonic

Saab также разработал двухпедальную механическую коробку передач несколькими десятилетиями спустя, воспользовавшись технологическими достижениями для более изощренного подхода к нишевой трансмиссии.

Микропроцессор в системе Sensonic определял, когда должно произойти переключение (это происходило за сотые доли секунды), запускал электромотор, который и приводил в действие главный цилиндр в ключевой момент переключения.

Популярным вариантом это не стало, и система просуществовала недолго — Sensonic был доступен всего несколько лет, когда проект закрыли в 1998 году.

Кулачковая коробка передач Abarth 695 Biposto

И без того невероятно дорогой для небольшой машинки Abarth 695 Biposto имеет в своем арсенале опциональную кулачковую коробку передач, стоимость которой составляла 8 500 фунтов стерлингов на момент выхода машинки в 2014 году.

Тем не менее мы можем понять, почему покупатели могли захотеть приобрести именно эту КПП, поскольку это истинно гоночная коробка переключения передач.

Трансмиссия обходится без синхронизаторов, вместо этого каждая шестерня имеет ряд особых «зубьев», позволяющих шестерням «сцепляться» вместе без выжима сцепления (необходимо было только сбрасывать газ).

Плюсы коробки очевидны: передачи можно намного быстрее щелкать вверх. Но только умудренный опытом водитель может научиться сбрасывать ступени, подгадывая моменты переключения, без сцепления.

Коробка уникальна и тем, что впервые ставилась на автомобиль, предназначенный для дорог общественного пользования.

Honda i-MMD

Несмотря на явное отсутствие коробки передач, эта Honda с гибридной трансмиссией Intelligent Multi-Mode Drive должна войти в наш список.

Двухмоторная гибридная система Intelligent Multi-Mode Drive представляет собой сочетание из ДВС, электрической вариаторной трансмиссии и двух встроенных двигателей с муфтой блокировки.

На более низких скоростях электродвигатель мощностью 181 л. с. приводит в движение колеса, разряжая батарею на 1 кВт · ч, которая затем заряжается рядной четверкой, действующей как генератор.

На более высоких скоростях этот бензиновый двигатель приводит в движение колеса через заблокированную муфту и единственную передачу.

Таким образом, в Honda убили сразу двух зайцев: повысили экономию энергии и не понизили динамику.

Corvette C4 4+3 «Doug Nash»

Опциональная коробка передач «Дуг Нэш» — это четырехступенчатая механическая коробка передач, но с необычным овердрайвом.

Овердрайв доступен на второй, третьей и четвертой передачах (отсюда и обозначение «4 + 3») и активируется с помощью кнопки в верхней части ручки переключения передач. Система разработана и применена во имя эффективности и экологичности, при сохранении динамических возможностей машины.

Источник Источник http://www.kolesa.ru/article/pochemu-roboty-s-dvumja-sceplenijami-skoro-vytesnjat-vse-ostalnye-korobki-2015-02-27
Источник http://1gai.ru/publ/525636-8-vidov-neobychnyh-korobok-peredach-i-ih-otlichija.html