Коробка передач с двойным сцеплением: устройство, принцип работы, особенности

Назначение сцепления, основные виды

Одним из составных частей трансмиссии является сцепление, выступающее связующим звеном между мотором и основным узлом трансмиссии — КПП.

Коробка передач обеспечивает изменение передаточного числа вращательного движения, и состоит она из набора шестерен, посаженных на валы.

Смена передаточного числа обеспечивается за счет ввода в зацепление определенных шестеренок, но в условиях постоянно поступающего от мотора вращения вывести из зацепления одни шестерни и ввести другие – невозможно.

Чтобы это сделать, необходимо прервать передачу вращения на трансмиссию, и делается это при помощи механизма сцепления.

Причем разрыв передачи вращения осуществляется в двух режимах. При движении на скорости, поскольку и двигатель, и составные части трансмиссии уже вращаются, смена передаточного числа не требует плавного разъединения и возобновление передачи вращения.

Но при старте с места, для исключения рывков и снижения нагрузки на мотор и КПП необходимо плавное наращивание передачи вращения. И это тоже обеспечивает сцепление.

В общем, сцепление в конструкции авто обеспечивает кратковременный разрыв передачи вращения от силовой установки на трансмиссию с возможностью плавного его восстановления.

С момента появления транспортной и специализированной техники, оснащающейся двигателями внутреннего сгорания, было придумано несколько вариаций этого узла.

Основное разделение между ними ведется по тому, за счет чего ведется передача.

Здесь виды сцепления делятся на:

• Фрикционные;
• Гидравлические.

Еще есть и электромагнитные, но по сути, они являются лишь разновидностью фрикционного типа.

Устройство и принцип работы DSG

Коробка переключения передач DSG представляет собой роботизированное оборудование, оснащенное двумя сцеплениями и связанными с ними двумя рядами передач. Это современное устройство выпускается в шестиступенчатом и семиступенчатом исполнении.

Принцип работы DSG

Данная КПП последовательно включает передачи двух рядов. То есть, при работе одной из передач всегда выбрана следующая, а значит она готова к использованию. Такая схема работы обеспечивает переключение без разрыва потока мощности. Это значительно повышает возможности коробки, по сравнению с ее механическими и автоматическими аналогами. Ведь двигатель с такой коробкой передач не работает вхолостую, топливо расходуется намного медленнее, а автомобиль получает улучшенные разгонные характеристики.

Устройство шестиступенчатых и семиступенчатых DSG

Двойное сцепление необходимо для переноса крутящего момента на два ряда передач. Семиступенчатое оборудование содержит два фрикционных сцепления. В шестиступенчатом варианте коробки сцепление дополняется ведущим диском, подключенным к маховику, и двумя фрикционными муфтами, связанными с рядами передач посредством главной ступицы. Кроме того, семиступенчатая и шестиступенчатая модели DSG отличаются друг от друга типом сцепления. В семиступенчатой используется сцепление сухого типа, дополненное электрическим насосом. Такая конструкция коробки позволяет снизить расход масла и повысить экономичность двигателя. В шестиступенчатой DSG применяется сцепление мокрого типа. Оно нуждается в большом количестве масла, однако такой принцип работы позволяет значительно увеличить срок службы оборудования.

Коробка DSG в разрезе

Каждый ряд передач в коробке — это первичный и вторичный ряды, оснащенные блоками шестерен. Во время их работы второй ряд контролирует четные передачи, а первый — нечетные и задний ход. Первичный вал во втором ряду представляет собой полое устройство, надетое на аналогичный вал в первом ряду. При этом оба первичных вала размещаются соосно.

Шестерни первичных и вторичных валов также имеют разный принцип работы. Те из них, которые находятся на первичных валах, жестко соединены с самим валом. В отличие от них, шестерни на вторичных валах свободно вращаются, а между ними находятся синхронизаторы, включающие нужную передачу. Кроме того, КП DSG оснащается шестерней заднего хода на промежуточном вале. Это устройство необходимо для реверсионного движения. Вторичные валы тоже содержат ведущие шестерни, отвечающие за главную передачу.

Переключение передач и управление сцеплением контролируется усовершенствованной системой управления. Она состоит из:

1. Электрогидравлического блока, отвечающего за работу гидравлического контура управления. Этот блок состоит из электромагнитных клапанов, мультиплексора, золотников-распределителей и клапанов регулирования давления. Электромагнитные клапаны предназначены для переключения передач. Золотники-распределители управляются специальным рычагом селектора. Клапаны регулирования давления необходимы для работы фрикционных муфт. А мультиплексор управляет гидроцилиндрами переключения передач (всего 8 цилиндров), используя для этого электромагнитные клапаны. Часть гидроцилиндров работает в исходном положении мультиплексора, а другая часть — в рабочем его положении. Во время этого процесса используются одни и те же электромагнитные клапаны.
2. Электронного блока управления, обеспечивающего работу системы согласно сигналам датчиков.
3. Входных датчиков, контролирующих частоту вращения на выходе и входе DSG. Также датчики отслеживают температуру и давление масла, и расположение вилок включения передач.

Виды коробок, применяемых сегодня

На сегодняшний день известны следующие виды коробок: МКПП, АКПП, роботизированная коробка, КПП с двойным сцеплением, вариатор. Если про МКПП многое известно и такая коробка пока что является самой простой, то рассмотрим все остальные.

Классическая АКПП

Классическая автоматическая коробка, применяемая сегодня на многих автомобилях, отличается, без сомнений, от своих предшественников. Прежде всего, это количество диапазонов и сам принцип управления коробкой. Если ранее применялись АКПП с четырьмя передачами и меньше, то сегодня количество их увеличилось, а управление происходит за счёт электроники, хотя раньше за это отвечала гидравлика. Кроме того, практически на всех современных автомобилях, оснащённых АКПП, используется система блокировки гидротрансформатора, а в некоторых коробках даже предусмотрена функция ручного переключения диапазонов.

Понятно, что современная АКПП имеет массу преимуществ перед старыми версиями. Это и мягкое, практически не ощущаемое водителем и пассажирами, переключение передач, и неплохой расход топлива в загородном режиме езды, и более равномерный переход по передачам на любых значениях крутящего момента, что является достоинством, даже сравнивая АКПП с МКПП.

Лучшей на сегодня считается восьмидиапазонная АКПП ZF 8HP с наделённой системой Старт/Стоп. Динамика и технические составляющие лучшей АКПП в мире практически ничем не отличаются от МКПП, а в некоторых случаях даже превосходят последнюю. Если же сравнивать эту коробку с другими автоматическими коробками, то она превосходит их и расходом топлива, который на 20% ниже.

Роботизированная КПП

На видео рассказывается, что такое роботизированная коробка передач:

Почти что «механика», только робот. В такой коробке присутствуют серво- и гидроприводы, которые успешно управляют работой сцепления и переключением передач. Высокая эффективность, непосредственная передача крутящего момента к приводам колёс и многое другое — основные преимущества подобного типа коробок.

Так же, как и МКПП, эта коробка передач проста в обслуживании, а ремонт её не выше, чем у «механики». Что касается расхода топлива, то он практически равен расходу МКПП, а в условиях городской езды даже превосходит механический вариант. Только вот заторможенный переход на пониженную передачу и некоторые сложности использования такого вида коробок на автомобилях с малой мощностью двигателя портят такую идеальную статистику технических показателей.

«Автомат» — два в одном

Именно об этой коробке и пойдёт речь в нашей статье. Это своего рода комбинация двух коробок, собранная в одном корпусе. Производителям захотелось объединить преимущества «автомата» и «механики», и это им вполне удалось. Почему двойное сцепление? Потому что для каждой коробки производителем предусмотрено своё отдельное сцепление, которое может представлять собой однодисковый или многодисковый вариант.

На видео показано как работает коробка передач с двойным сцеплением DCT:

Двойной выжим сцепления на таких коробках уже не нужен. Если раньше на МКПП без синхронизаторов (или даже с ними) переключать передачи с повышенного режима на низкий или, наоборот, со 2-й на 4-ю удавалось со скрипом, то в этой коробке всё просто. Перегазовку, или двойной выжим сцепления, здесь проводить не нужно.

Что касается управления коробки с двойным сцеплением, то оно происходит полностью благодаря электронике. Переключение скоростей на такой коробке проходит плавно и своевременно. Пока работает одно сцепление, второе находится в режиме ожидания и после поступления команды незамедлительно переключается.

Такая удивительная работа КПП с двойным сцеплением превращает её в настоящее чудо техники. Если использовать весь функционал двойного сцепления, то это создаст отличную динамику автомобиля и невероятный комфорт при езде. А расход топлива такой коробки передач — это вообще отдельный разговор.

Дело в том, что во всех режимах езды, будь то загородная трасса или город, расход топлива у двойной коробки намного ниже, чем у той же АКПП. Хотя по сравнению с «роботом», эта коробка расходует больше.

Что касается недостатков и минусов коробки с двойным сцеплением, то сюда можно отнести высокую стоимость и дороговизну технического обслуживания.

Коробка-вариатор

На видео показано, как работает бесступенчатая коробка передач (вариатор):

https://www.youtube.com/watch?v=bBrVtYQ1_ik

Наконец, коробка-вариатор, являющаяся самой молодой КПП, хотя пока ещё и не доведённой до совершенства. Имеет такая коробка много недостатков, хотя эксперты и пророчат ей великое будущее. Вариатор, по сути, считается простым агрегатом, наделённым мощной функциональностью трансмиссии.

Разновидности двойного сцепления

Их называют сухим и мокрым сцеплением

При выборе автомобиля с подобной роботизированной коробкой следует обратить внимание на то, какое именно сцепление задействовано в их трансмиссиях, сухое или же мокрое. Разные производители применяют различные варианты исполнения системы

В настоящий момент сухой тип сцепления считается самым распространённым. Согласно статистическим данным, на его долю приходится около 70% от всех автомобилей с подобными коробками передач, характеризующимися наличием двойного типа сцепления. Мокрые системы пока встречаются реже. Но к их преимуществам можно отнести более продолжительный срок службы.

Примечательно и то, что существуют автопроизводители, которые одновременно для своих автомобилей используют два варианта коробок с разным сцеплением. Ярким примером считается немецкий автоконцерн Volkswagen. В их ассортимент есть коробка роботизированного типа, маркируемая как DSG 6. Это мокрый вариант двойного сцепления. Но также присутствует коробка DSG 7. А это уже сухой тип исполнения.

Несмотря на кажущееся сходство, разница между двумя этими типами сцепления действительно существенная.

1. Сухой тип. Это практически полноценный аналог механического сцепления, то есть к механике система достаточно сильно приближена. Здесь используются диски, которые осуществляют своё вращение в воздухе. Сугубо физически они очень напоминают диски, которые применяются на механических коробках. Процесс сжатия и разжимания осуществляется благодаря работе электрического привода.
2. Мокрый тип. А это уже иное двойное сцепление. Отличительной особенностью является тот факт, что вращение дисков осуществляется в мокрой среде. А именно в трансмиссионном масле. Процесс разжимания и сжатия осуществляется за счёт гидравлической системы. Тут уже речь идёт о внушительном сходстве с обычными автоматическими коробками.

Отсюда может возникнуть закономерный вопрос, который касается причин повышенной надёжности именно мокрого сцепления, опережающего по этому параметру сухие аналоги.

Тут всё дело именно в трансмиссионном масле. Эта смазка обеспечивает не только вращение, но и высокоэффективное охлаждение в процессе работы. Такая особенность позволяет мокрому сцеплению выдерживать повышенные нагрузки при высоких оборотах. Под действием высокой нагрузки они не сгорают, в отличие от сухого сцепления.

Сухие варианты осуществляют вращение просто в воздухе, откуда возникают определённые ограничения в плане оборотов. Они не могут быть слишком высокими. В противном случае диски начнут перегружаться, гореть и выходить из строя. Замена в такой ситуации не такая уж дешёвая процедура.

Как провести осмотр корзины сцепления?

Как отличить износилась ли корзина? Очень просто: первый признак износа этой детали – проскальзывание, которое возникает если диск неплотно прижат к маховику.

Вот поэтапная инструкция проверки корзины на износ:

Поставить автомобиль на ручник.
Завести двигатель и включить передачу 3 или выше.
Опустить правую педаль, нажать на газ.
Обратить внимание на реакцию автомобиля на такие действия.

О чем же свидетельствуют те или иные варианты?

Считается нормой, если в результате таких воздействий машина заглохнет. Это означает, что со сцеплением и коробкой передач все в порядке.

Важно
Если двигатель продолжает работать, то это должно настораживать. Корзина неисправна, поскольку не позволяет всему сцеплению полностью отключиться

Необходимо заменить не только корзину, но и диск.

Следующие действия стоит выполнять для определения той или иной проблемы:

1. Сделать холостой запуск двигателя.
2. Прожать до упора правую педаль.
3. Переключиться на первую скорость и осуществить движение назад.

В случае затруднительного переключения передачи и возникновения странных звуков, заключают, что неисправен диск и маховик.

Самое удачное время ремонта и замены сцепления – момент, когда делается капитальный ремонт авто. Если силовой агрегат уже снят, то ремонтировать и менять сцепление будет намного проще. При соблюдении следующего плана действий, каждый успешно справится с этой работой. Заметим, что производить описываемые действия можно выполнять даже в гараже.

Итак, последовательность следующая:

1. Снять КПП (коробку переключения передач). При отсутствии необходимости ее ремонта или замены, можно смело отсоединять привод, аккумулятор и ДМРВ (датчик массового расхода воздуха). Предварительно сливать масло не нужно.
2. Открутить трос, обеспечивающий передачу.
3. Отсоединить стартер.
4. Ослабить крепежи сверху коробки.
5. Открутить элементы скоростного датчика, а также жгуты электропроводки.
6. Несильно ослабить приводную гайку справа, слева же открутить полностью.
7. Раскрутить шаровую опору.
8. Отсоединить защиту двигателя.
9. Реактивную тягу нужно выкрутить, после чего снять нижнюю крышку картера.
10. Снять кулису, предварительно ослабив гайку хомута, который помогает управлять коробкой передач.
11. Открутить крепежи и болты коробки передач.
12. Используя домкрат, поднять двигатель.
13. Коробку отвинтить от подушки, а затем снять ее.

После того как коробка снята, автомобилист может увидеть проблемную зону, получает возможность производить с ней какие-то действия.

Чтобы заменить корзину, нужно перед этим отсоединить удерживающие крепежи

Обращать внимание нужно на лепестки: корзину следует заменять полностью, если она значительно износились

Перед установкой новой корзины нужно отрегулировать положение первичного вала коробки передач, чтобы коробку в дальнейшем получилось легко надеть. Затем в маховик устанавливается диск.

После того, как положение корзины поправлено, необходимо закрутить болты. Это делается постепенно: сначала 3-4 оборота, а лишь потом следует фиксировать.

В самом конце процедуры остается лишь установить выжимной подшипник и вал, который необходимо перед установкой обильно смазать.

Все ранее вынутые запчасти устанавливаются назад в обратном порядке.

Как отрегулировать сцепление?

Сцепление регулируется за счет специального болта с контргайкой, который находится на конце троса.

Ход педали регулируется проворачиванием гайки и должен составлять в итоге 12-13см. Увеличение или уменьшение хода регулируют за счет завинчивания и отвинчивания гайки от наконечника.

Для поверки достигнуто ли нужное расстояние, на которое отстоит педаль от пола, рекомендуется несколько раз нажать на нее и произвести замер. Регулировка продолжается до тех под, пока нужное расстояние не будет достигнуто.

Регулировка сцепления:

Регулировка хода педали сцепления

Регулировка гидравлики происходит по-другому.  Расстояние между штоком толкателя и выжимной вилкой не должно превышать 5мм.

Чтобы отрегулировать расстояние, нужно выполнить следующие действия:

1. С кронштейна и вилки снять пружину.
2. Отрегулировать расстояние между штоком и выжимной вилкой таким образом, чтобы оно составляло 0,5 см. Эту дистанцию можно отрегулировать заворачиванием и откручиванием.

Обратите внимание! Перед регулировкой сцепления необходимо ознакомиться с официальной инструкцией, поскольку описанные методы могут не подойти для определенных моделей машин

Преимущества и недостатки

Напоследок стоит рассмотреть сильные и слабые стороны двойного сцепления, что позволит подвести некоторые итоги и сделать каждому из вас собственные выводы.

Оснащение машины двойным сцеплением действительно даёт ряд преимуществ. Но параллельно не стоит забывать о существующих недостатках, которые для многих покупателей могут оказаться решающими в вопросе отказа от идеи приобретения машины с двойным сцеплением.

Начнём всё же с положительных качеств. Таковых у двойного сцепления несколько:

Современные и передовые технологии. В настоящий момент такой тип КПП считается наиболее передовым и актуальным. Это плюс для тех, кто хочет быть в тренде и всегда следит за техническими новинками.
Плавность работы. Из более существенных преимуществ, проявляющихся на практике, специалисты и эксперты выделяют качество работы. При оснащении автомобиля двойным сцеплением удаётся избавиться от таких неприятных моментов как толчки и рывки. Ход становится абсолютно плавным.
Отсутствие потерь крутящего момента

Если для обычных атмосферных двигателей это не так важно, то в случае с турбированными моторами отсутствие потерь является невероятно значимым преимуществом.
Скорость переключения. Передачи переключаются с поразительной скоростью

Это занимает не более 0,05-0,12 секунды, что является удивительным результатом.

Экономия топлива. Ещё одним неоспоримым преимуществом робота с двойным сцеплением является грамотное расходование горючего. В этом компоненте система выигрывает даже у механических трансмиссий.
Динамика разгона. Также опережает конкурентов по этому показателю. Хорошая динамика и быстрый разгон позволяют уверенно стартовать даже на машинах с не самым мощным двигателем. Коробка очень рационально распоряжается имеющимися лошадиными силами.

Но всё не так идеально, как может показаться изначально.

У роботизированных КПП, оснащённых двойным сцеплением, также присутствует ряд отрицательных качеств. Среди основных и существенных недостатков выделяют следующие:

1. Сложное устройство. Сам механизм двойного сцепления уже далеко не простой. При этом усложняется конструкция всей трансмиссии, что влечёт за собой целый ряд вытекающих негативных последствий.
2. Ограниченный ресурс. Такие коробки не рассчитаны на продолжительную эксплуатацию. Как показывает практика и статистика обращений в автосервис, жизненный цикл двойного сцепления в среднем составляет от 60 до 90 тысяч километров. Для европейцев это нормально, поскольку у них не принято эксплуатировать машины до пределов заявленного моторесурса.
3. Высокая стоимость ремонта. Причём это довольно мягко сказано. Цена восстановления и проведения ремонтных работ в случае с DSG и подобных ей коробок передач запредельная. В некоторых случаях требуется заплатить порядка 10-20% от стоимости автомобиля. Можете себе представить, о каких суммах идёт речь.
4. Проблемы с наличием хороших автосервисов. В Европе может с этим всё обстоит хорошо, но вот у нас работает ограниченное количество сервисных центров и мастеров, способных качественно отремонтировать такую коробку.
5. Условно к недостаткам можно отнести тот факт, что появляются рывки и толчки в режиме высокой интенсивности движения, когда водитель начинает резко набирать скорость, затем останавливается и снова быстро набирает обороты. То есть рывки и толчки могут проявляться в гоночном режиме.

Сейчас вокруг подобных коробок ходит очень много шума, разговоров и споров. Но никак нельзя отрицать тот факт, что автолюбители пока не готовы к переходу на коробки с двойным сцеплением.

Да, изначально их могут привлекать весомые аргументы в пользу двойного сцепления, поскольку отличная динамика, повышенная экономичность и отсутствие рывков действительно выглядят здорово. Но когда человек узнаёт, во сколько может обойтись ремонт и что он обязательно потребуется максимум через 100 тысяч километров, а зачастую и раньше, то предпочитает отказаться от такой идеи, и выбрать более адекватную в плане обслуживания коробку. Пусть и не такую экономичную и динамичную.

Но не стоит ставить на трансмиссиях с двойным сцеплением крест. Их путь только начинается. Уже сейчас ведутся активные работы по устранению недостатков. В той же компании Volkswagen уверены, что им удалось справиться с проблемой быстрого износа деталей, они продлили срок службы, и ресурс отныне заслуживает уважения.

Чем отличается робот от автомата

Чтобы понять, чем отличается коробка автомат от робота, стоит разобраться с принципом работы каждой из указанных трансмиссий и устройством системы в целом.

Устройство и принцип работы АКПП

В основе автоматики система управления, гидротрансформатор и сама КПП планетарного типа с конкретными шестернями и фрикционами. Благодаря подобной конструкции скорости переключаются в автономном режиме без участия водителя. Ориентиром в данном случае являются такие параметры, как режим движения, нагрузка и обороты двигателя.

Что такое вариаторная коробка передач и каковы её особенности? Узнайте об этом из материала нашего специалиста.

Актуальность установки автомата наблюдается на грузовых и легковых машинах, а также автобусах. Если автомобиль переднеприводный, конструкция АКПП дополняется дифференциалом и главной передачей.

Устройство и принцип работы РКПП

Первое, чем отличается робот от автомата — особая конструкция, сочетающая в себе возможности механической и автоматической КПП. По сути, механика в данном случае дополнена автоматическим управлением с исполнительными механизмами, которые отвечают за переключение передач и работы сцепления. Переключение происходит аналогичным образом, как в случае с механической трансмиссией, но водитель в этом не участвует.

Первостепенной целью создания роботизированной КПП являлось снижение стоимости трансмиссии и одновременное слияние всех преимуществ механики и автомата. Речь идёт об удобстве управления и комфорте. В результате существует несколько вариантов устройства системы.

1. На примере автомобилей BMW серии M можно рассмотреть наиболее качественную и известную РКПП под названием Sequental M Gearbox (SMG). Коробка передач 6-ступенчатая, механическая, при этом электронная управляемая гидравлика отвечает за переключение скоростей и отключение сцепления. Передачи переключаются за 0,08 сек.
2. На примере Mercedes-Benz A-класса можно рассмотреть другой принцип, где электрогидравлический привод сцепления установлен на базе механики. В переключении скоростей водитель участвует, но педалей здесь только две. Электрический привод самостоятельно отслеживает положение рычага и педали газа, поэтому сцепление в данном случае отсутствует и отключается в автоматическом режиме. Цифры на ABS и датчиках двигателя помогают электронике в расчеёах, чтобы избежать рывков при переключении и резкого прекращения работы двигателя.
3. На примере автомобилей Ford и Opel можно рассмотреть третий принцип, где гидронасосы заменены шаговыми двигателями. Несмотря на бюджетность такого варианта, на практике он получился не слишком удачным, что выражается в задержке переключения скоростей и сильных рывках. Тем не менее на Toyota Corolla установлена аналогичная трансмиссия, и упомянутые недостатки здесь отсутствуют.

Основные отличия АКПП от РКПП

Итак, коробка робот и автомат: в чём разница между этими двумя трансмиссиями?

1. Первое отличие в конструкции. В случае с роботом это механика с блоком управления, устройство автоматики совсем другое.
2. Плавность и скорость переключений у автоматики лучше.
3. Почти все АКПП лишены функции ручного переключения, тогда как у роботизированной трансмиссии данная функция присутствует.
4. Еще одно отличие робота от автомата заключается в бюджетном ремонте и обслуживании первого.
5. Экономия также выражается в том, что робот потребляет меньше масла и топлива.