Двойное сцепление, описание и принцип работы

Двойное сцепление

Двойное сцепление или преселективная коробка передач — это более продвинутая версия трансмиссии по сравнению с механическими и автоматическими коробками передач.

Главное ее преимущество заключается в том, что передача момента движения от двигателя к колесам происходит без потери мощности.

Чтобы понять, что это обозначает, нужно вспомнить принцип работы обыкновенной механической коробки передач, о чем мы уже писали на страницах нашего сайта для автолюбителей Vodi.su. Новичка за рулем можно вычислить по тому, как его автомобиль дергается и клюет носом в момент перехода с более низкой передачи на более высокую.

Это происходит потому, что человек не научился плавно переключать передачи — выжимая сцепление, мы отсоединяем коробку передач от двигателя, ставим рычаг в нужное положение и отпускаем сцепление. Колеса в это время катятся по инерции, пусть это и занимает какие-то доли секунды. Получается как бы провал в мощности, машина дергается, пассажиры испытывают дискомфорт.

С двойным сцеплением такой проблемы не может быть вообще.

Принцип работы двойного сцепления

Чтобы хорошо знать любую машину, нужно понимать принцип работы любого из узлов, а особенно это относится к коробке передач и двигателю. Например водители гоночных машин хорошо понимают, что из-за устройства механической КПП очень быстро набрать большую скорость довольно сложно — нужно уметь быстро переключаться с передачи на передачу.

Именно для спортивных машин и создавалось двойное сцепление.

Сама идея появилась еще в 1939 году, но реализовать ее удалось лишь в 80-х на примере автоконцернов Porsche, Volkswagen, Ford и Citroen, поскольку тут нужно было задействовать большое количество автоматики, которой в довоенные времена еще не было.

Если представить принцип работы схематически, то всё становится вполне понятно:

• момент движения передается через двойной первичный вал — то есть внутри внешнего вала находится внутренний вал
• этот двойной первичный вал соединен с двумя вторичными валами;
• есть два сцепления — внешнее и внутреннее, каждое из которых отвечает за свой вал;
• внешний вал отвечает за четные передачи, внутренний — за нечетные;
• электроника контролирует параметры работы двигателя и переключает передачи плавно, то есть пока автомобиль едет, например, на третьей передаче, вторая или четвертая являются уже включенными, но сам вал, на котором находятся шестерни этих передач, отсоединен от двигателя;
• в момент переключения передач оба сцепления отсоединяются от двигателя;
• в зависимости от действий водителя — увеличение или снижение скорости — переключается нужная передача, причем переход с передачи на передачу занимает приблизительно 8-10 миллисекунд.

То есть фактически мы имеем дело с двумя коробками перемены передач, объединенными под одним корпусом.

Устройство коробки передач с двойным сцеплением

Если принцип работы представить и описать сравнительно просто, то устройство — довольно сложно. Наиболее совершенной на сегодняшний момент является фольксвагеновская коробка DSG — Direkt Schalt Getriebe.

Ее основными элементами являются:

• двухмассовый маховик;
• двойное сцепление;
• связанный со сцеплением двойной первичный вал;
• ряды шестерен, отвечающих за четные и нечетные передачи
• синхронизаторы;
• главная пара — главная передача (для переднеприводных автомобилей);
• дифференциал;
• автоматика.

Двойное сцепление может быть как сухим так и мокрым. Мокрое сцепление в случае с DSG применяется в коробках с четным количеством передач (обычно 6), сухое — с непарным (7). Как первый, так и второй тип нуждается в большом количестве качественного масла для коробки передач. Сухое сцепление изнашивается быстрее.

Большое значение имеет электронный блок управления — Mechatronic. В него поступает информация от датчиков и анализируется, на основании этой информации происходит подача масла, переключение передач и т.д.

Плюсы и минусы коробки с двойным сцеплением

Самый основной плюс — простота управления. В принципе, достаточно перевести рычаг-селектора в позицию D и можно не о чем не переживать — автоматика обо всем позаботится сама.

Однако, в отличие от автомата с гидромуфтой, в DSG все же есть трущиеся поверхности дисков сцепления, которые могут очень легко перегреться. От перегрева страдают не только диски и шестерни, но и автоматика. Поэтому внимательно читайте инструкцию — в пробках нельзя удерживать автомобиль длительное время с помощью педали тормоза — переходите на режим Neutral, или в режим ручного управления.

Также на ручной режим управления желательно переходить в сложных условиях — на бездорожье или на заснеженной трассе.

Если вы любитель быстрой и агрессивной езды, то переходите на режим S — Спорт. Хотя необходимо отметить, что коробки типа DSG — не самый лучший выбор для любителей рейсинга, поскольку автоматика не всегда поспевает за вашими решениями. Если вы ездите плавно и размерено, то информация считывается без проблем, если же, наоборот, вам приходится резко разгоняться и тормозить, то могут быть достаточно длительные провалы в мощности — до 800 миллисекунд.

Ну и ремонт DSG — дело не дешевое, не все механики могут взяться за этот труд.

Видео о том как устроена и работает коробка передач с двойным сцеплением.

Двойное сцепление, описание и принцип работы

Современные автомобили стали оснащать не только улучшенными коробками передач, но и двойным сцеплением. Такой ид один из лучших на сегодняшний день, расскажем о принципе работы и его устройстве.

Содержание статьи:

• Разновидность в автомобилях
• Мокрое
• Сухой механизм
• Графическое описание
• Видео

В многих нынешних роботизированных коробках передач установлено двойное сцепление. Помимо стандартного назначения сцепления, оно обеспечивает предварительный выбор последующей передачи, когда включена предыдущая. Такой выбор достигается благодаря поочередной работе фрикционных муфт.

Благодаря такой налаженной работе, крутящий момент непрерывно передается на ведущие колеса от двигателя.

Разновидность механизмов

Двойное сцепление как уже понятно работает согласовано с коробкой передач. В роботизированных кпп с двойным сцеплением, для нечетных и четных передач используется разное сцепление. Можно сказать, что по сути это две разные коробки, которые находятся в одном корпусе и работают как одно целое.

Впервые использование двойного сцепления упоминается в 1980 году в компании Audi и Porsche, которые использовали свои разработки для своих же спорткарах. В наши дни оно перекочевало в серийные модели и получило название:

• Speedshift у Mercedes-Benz;
• Twin Clutch SST для Mitsubishi;
• S-Tronic для Audi;
• 7DT – Porsche;
• Powershift – Ford;
• BMW – M DCT;
• DSG – Volkswagen.

Это еще не полный список производителей, которые используют подобную технологию для своих автомобилей.

Несмотря на название компании автопроизводителя, производитель «двойного» совсем другой. Ввиду сложности технологии работы такого механизма выделяют производителей:

• ZF для автомобилей компании Porsche;
• Luk – для Volkswagen как сухое сцепление;
• BorgWarner – для Volkswagen как мокрое сцепление;
• Ricardo – самое знаменитое для автомобиля Bugatti Veyron;
• Getrag – для автомобилей марки Chrysler, Volvo, Mercedes-Benz, Ferrari, Ford.

Часто бывает, что автопроизводители совмещают запчасти и отдельные системы от разных производителей. К примеру компания BMW от BorgWarner берут двойное сцепление, а от Getrag коробку передач.

«Мокрое» двойное

Различают два вида сцепления, сухое и мокрое (оно же многодисковое в масле). Так называемое «мокрое» имеет лучшее охлаждение. Чаще всего ставится на коробки передач, крутящий момент которых от 250 Нм и выше. Примером может быть автомобиль Bugatti Veyron, крутящий момент которого достигает 1250 Нм.

Вторая набор дисков закреплен на отдельных ступицах, которые находятся на первичном вале соответственного ряда передач. В нормальном положении механизм будет разомкнутым. Что касается замыкания, то производится это благодаря гидроцилиндрам под управлением модуля электрогидравлики. Исходное положение диски принимают за счет пружин.

Зависимо от конструкции двойного сцепления, пакеты фрикционных дисков могут располагаться по-разному, концентрически или параллельно. Концентрически когда муфты будут расположены в одной плоскости и перпендикулярны первичному валу. В таком положении муфты более компактны. Обычно применяют в кпп с передним приводом колес и поперечным расположением двигателя.

Как правило, внутренняя муфта отвечает за переключение четных передач, а внешняя за нечетные передачи. Становится ясно, что такой набор рассчитан на передачу большого крутящего момента.

Параллельное – когда муфты располагаются друг за другом. Как правило, такое расположение используют для заднеприводных автомобилей.

Сухое двойное

Как упоминалось выше, «мокрое» сцепление устанавливается для крутящего момента от 250 Нм. Что же касается сухого сцепления, то максимальный крутящий момент для него 250 Нм. Эффективность этого сцепления достигается благодаря самым минимальным потерям мощности агрегата на привод насоса масляного.

В нормальном положении механизм разомкнут. Весь принцип работы «сухого» положен в передаче крутящего момента на положенный диск сцепления от ведущего диска, а далее на соответственный первичный вал коробки передач. Как правило, каждое сухое сцепление работает не зависимо друг от друга, что дает большую надежность.

Во время замыкания сцепления, рычаг прижимает подшипник выжимной к диафрагменной пружине, она в свою очередь передают все усилие нажимному диску, а далее на диск сцепления. Сам же диск сцепления прижимается к диску ведущему, после чего крутящий момент поступает на первичный вал кпп.

Графические схемы мокрого и сухого сцеплений

Схема мокрого двойного сцепления:

1. Ступица входная;
2. Ступица муфты первой;
3. Ступица муфты второй;
4. Диск ведущий;
5. Пакет дисков муфты второй;
6. Пакет дисков муфты первой;
7. Пружина диафрагменная;
8. Поршень;
9. Гидроцилиндр муфты первой;
10. Первичный вал для 1 ряда;
11. Первичный вал для 2 ряда;
12. Ступица главная;
13. Поршень;
14. Пружина витковая;
15. Гидроцилиндр муфты второй.

Схема сухого двойного сцепления:

1. первичный вал 1;
2. выжимной подшипник 2;
3. диафрагменная пружина 2;
4. нажимной диск первый;
5. диск ведущий;
6. маховик двухмассовый;
7. диск сцепления 2;
8. нажимной диск 2;
9. диск сцепления 1;
10. диафрагменная пружина 1;
11. выжимной подшипник 1;
12. первичный вал 2.

Видео принципа работы системы S-Tronic на Audi:

Устройство и принцип работы двойного сцепления

Двойное сцепление применяется в основном на автомобилях, оснащенных роботизированной коробкой передач. Этот гибрид механики с автоматом сочетает в себе все достоинства обеих трансмиссий: хорошую динамику, экономичность, комфорт и плавность переключения передач. Из статьи узнаем, чем отличается двойное сцепление от обычного, а также познакомимся с его разновидностями, преимуществами и недостатками.

Двойное сцепление и принцип его работы

Изначально двойное сцепление создавалась для гоночных автомобилей, оснащенных механической трансмиссией. Механическая КПП не позволяла быстро набирать нужную скорость из-за возникающих при переключении передач потерь, которые образуются за счет разрыва потока мощности, идущего от двигателя к ведущим колесам. Применение двойного сцепления практически полностью избавило автолюбителей от данного недостатка. Скорость переключения передачи составляет всего восемь миллисекунд.

• ведущего диска;
• двухмассового маховика;
• двух сухих дисков сцепления;
• двух нажимных дисков;
• двух диафрагменных пружин;
• двух выжимных подшипников;
• двух рычагов включения сцепления.

Сухое двойное сцепление

Принцип работы преселективной сухой коробки заключается в передаче крутящего момента от двигателя к трансмиссии за счет сухого трения, образующегося в результате взаимодействия ведущего и ведомого дисков сцепления.

Преимущество сухого сцепления перед мокрым заключается в том, что оно не требует большого количества масла. Также сухое сцепление более эффективно расходует мощность двигателя, предназначенную для привода масляного насоса. Недостатком сухого сцепления является его более быстрое изнашивание по сравнению с мокрым. Это происходит за счет того, что каждое из сцеплений попеременно находится во включенном состоянии. Также повышенный износ объясняется не только конструкцией и принципом работы устройства, но и особенностями вождения автомобиля.

Устройство и принцип работы мокрого двойного сцепления

Мокрое многодисковое сцепление применяется в трансмиссиях с четным количеством передач (DSG 6) и требует обязательного наличия гидронасоса и масляного резервуара, в котором находятся диски. Помимо этого в состав мокрого сцепления входят также:

• два пакета фрикционных дисков;
• четыре ступицы;
• поршни и пружины.

Многодисковое сцепление функционирует в масле. Передача крутящего момента с двигателя на КПП осуществляется в результате сжатия ведомых и ведущих дисков. Главным минусом мокрого сцепления является сложность его конструкции и высокая стоимость обслуживания и ремонта. Да и масла для мокрого сцепления требуется значительно больше.

С другой стороны, многодисковое сцепление лучше охлаждается, может использоваться для передачи большего крутящего момента и обладает более высокой надежностью.

Делаем выводы

Принимая решение о покупке автомобиля с двойным сцеплением, изучите все его плюсы и минусы и решите, какие аспекты находятся в приоритете конкретно для вас. Столь ли важны ли для вас динамика, комфорт и плавность движения, отсутствие рывков при переключении передач и экономия топлива? Или вы не готовы платить за дорогое обслуживание и ремонт, обусловленные сложностью конструкции и специфическим режимом работы. Тем более, что профессиональных автомастерских, обслуживающих трансмиссии такого типа, пока не так и много.

Что касается сухого и мокрого сцепления, то тут ответ, какое из них лучше, также не будет однозначным. Все зависит от индивидуальных особенностей транспортного средства, а также от мощности его двигателя.

Что такое двойное сцепление в автомобиле (устройство и принцип работы)

Элементы трансмиссии любого автомобиля призваны обеспечивать передачу крутящего момента двигателя на ведущие колеса. На заре автомобилестроения, устройства, обеспечивающие подобную функцию, не отличались высокой эффективностью ввиду простоты конструкции. Модернизация представленных узлов привела к тому, что удалось добиться плавного переключения передач без потери мощности и динамических характеристик автомобиля.

Ключевую роль в передачи крутящего момента играет сцепление. Этот сложный узел претерпевал целый ряд изменений, прежде чем стать таковым, каким мы привыкли его видеть сейчас.

Многие из доработок, которые нашли своё применение в гражданском автомобилестроении, были заимствованы у гоночных автомобилей. К одной из них можно отнести и так называемое двойное сцепление, о котором и поговорим в этой статье.

Чем отличается КПП с двойным сцеплением от АКПП и МКПП

Попробуем разобраться, что же представляет из себя это диковинное творение инженерной мысли. Само понятие двойное сцепление наводит на мысль о том, что подобная конструкция предусматривает наличие 2-ух составных частей.

Так и есть, такой вид сцепления отличается наличием двух ведомых фрикционных дисков, но не всё так просто, как может показаться на первый взгляд.

Представленный тип механизма работает в паре с роботизированными коробками передач. В данном случае речь идет о спаренных КПП, которые отвечают за включение определенного набора скоростей. Одна отвечает за нечетные передачи, другая же за четные.

Пожалуй, определяющим отличием КПП с двойным сцеплением от всех остальных является наличие так называемого двойного вала. Он в некоторой степени представляет собой тот же самый блок шестерен более усложненной конструкции.

Шестерни на внешнем валу такого блока шестерен входят в зацепление с шестернями четных передач, а шестерни так называемого внутреннего вала взаимодействуют с шестернями нечетных передач.

Управление представленными узлами трансмиссии производится благодаря системе гидроприводов и автоматики. Стоит отметить, что представленный тип КПП, в отличие от АКПП не оснащается гидротрансформатором.

В данном случае принято говорить о двух разновидностях сцепления: сухом и мокром. На них мы остановимся более подробно ниже по тексту.

Принцип работы

Познакомившись с некоторыми конструктивными особенностями представленного узла, попробуем понять принцип его работы.

Если не вникать в технические тонкости, то алгоритм работы можно разбить на несколько этапов:

1. После начала движения на первой передаче, система готовится к включению следующей;
2. Достигнув определенного момента, соответствующего установленным скоростным характеристикам, происходит отключение первого сцепления;
3. В работу вступает второе сцепление, обеспечивающее автоматическое зацепление шестерни второй передачи;
4. Анализируя процесс увеличения оборотов двигателя, исполнительные устройства, выполняющие команды, поступающие с модуля управления, готовятся к включению третьей передачи.

Последующее включение скоростей происходит по тому же принципу. Стоит отметить, что система датчиков, установленных в представленном виде КПП позволяет производить анализ самых различных параметров, среди которых: частота вращения колес, расположение рычага КПП, интенсивность нажатия на педаль акселератора/тормоза.

Анализируя полученные данные, автоматика и производит выбор режима, оптимального для конкретной ситуации.

Помимо всего прочего, стоит отметить, что при наличии подобной системы, педаль сцепления попросту отсутствует. Выбор передач осуществляется автоматически, а при необходимости и вручную при помощи вмонтированных в руль управляющих кнопок.

Устройство механизма

Чтобы более детально ознакомится с представленным узлом необходимо изучить устройство самого механизма, обеспечивающего плавное переключение передач.

В отличие от всех остальных типов сцепления, данная разновидность отличается наличием целого ряда уникальных узлов и элементов.

Итак, данная система включает в себя следующие ключевые компоненты:

• пакет фрикционных дисков;
• корпус с сухим или масляным картером;
• мехатроник.

Если два первых узла достаточно знакомы автолюбителям, то третий производит впечатление чего-то доселе неизвестного.

Итак, мехатроник, это высокотехнологичный узел сцепления, позволяющий преобразовывать электрические сигналы в механическую работу исполнительных узлов.

Мехатроник современного автомобиля, как правило, включает в себя два составных элемента: электромагнитный блок и управляющую плату.

Первый представляет собой набор электромагнитных клапанов, так называемых соленоидов. Ранее, вместо соленоидов использовались гидрораспределительные механизмы, так называемые гидроблоки. Но ввиду их низкой производительности, им на смену пришли более совершенные электромагнитные устройства.

Рассмотрим принципиальные особенности мокрого и сухого сцепления.

«Мокрое» двойное

Если проводить экскурс в историю рассматриваемого узла, то прародителем двойного принято считать так называемый «мокрый тип».

Оно представляет из себя набор двух секций дисков «феродо», погруженных в масляную ванну в корпусе кожуха сцепления.

В данном случае, принято различать две разновидности «мокрой муфты» в зависимости от типа привода автомобиля. Так для переднеприводных авто используется сцепление с концентрическим расположением дисков «феродо». У обладателей заднеприводных машин, особенность этого устройства проявляется в параллельном расположении ведомых дисков.

Составные части обеих разновидностей «мокрого сцепления» одинаковы. К ним относятся:

• входной фланец;
• главный фланец;
• ведущий диск;
• пакет фрикционных дисков первого и второго порядка;
• пружина диафрагмы, вспомогательная пружина;
• плунжер;
• гидравлические цилиндры;
• первичный вал первого и второго порядка.

«Сухое» двойное

Помимо «мокрого» сцепления существует и так называемое «сухое». Нельзя сказать, что оно хуже или лучше предыдущего. В данном случае будет уместно подчеркнуть, что каждое из них эффективно применяется в предусмотренных для них условиях эксплуатации.

В отличие от предыдущего типа, особенность конструкции «сухого» сцепления не предусматривают использования смазочных материалов. Ведомые диски находятся непосредственно в зацеплении с первичными валами каждой из КПП.

К рабочим элементам такого механизма можно отнести:

• первичные валы;
• выжимные подшипники;
• фрикционные диски;
• ведущий диск;
• два вспомогательных диска;
• маховик;
• пружины диафрагмы.

Указанная конструкция рассчитана на передачу меньшего (в отличие от «мокрого») крутящего момента, ввиду низкого коэффициента теплоотдачи.

Тем не менее, из-за отсутствия необходимости использования масляного насоса, что неминуемо приводит к потерям мощности, эффективности данного типа муфты существенно превосходит ранее рассмотренную разновидность.

Плюсы и минусы двойного сцепления

Как любой другой узел автомобиля, двойное сцепление имеет как ряд положительных качеств, так и ряд недостатков. Начнём, пожалуй, с плюсов.

Итак, внедрение подобного усовершенствования в систему трансмиссии автомобиля позволило добиться:

• существенной экономии топлива;
• высоких динамических показателей;
• плавности хода;
• отсутствия потерь мощности двигателя.

Несмотря на такие весомые преимущества представленного узла, существует ряд отрицательных моментов. К ним можно отнести:

• крайне ограниченный ресурс рабочих элементов;
• низкое сервисное обслуживание;
• дорогостоящий ремонт.

Пожалуй, еще одним не менее существенным недостатком данной трансмиссии является то, что в случае повышенного износа рабочих элементов узла, дальнейшая эксплуатация автомобиля становится невозможной.

Иными словами, если та же самая «пинающаяся» АКПП позволит вам самостоятельно добраться до сервиса и произвести ремонт, то в данном случае придется рассчитывать только на помощь эвакуатора.

Тем не менее прогресс не стоит на месте и производители, ориентируясь на опыт эксплуатации своих разработок, привносят в конструкцию узлов «двойного сцепления» различные новшества, призванные увеличить ресурс его механизмов и повысить ремонтопригодность.