Принцип работы DSG

Непрерывная передача крутящего момента от двигателя к ведущим колесам достигнута за счет применения двух сцеплений и соответствующих им двух рядов передач. Коробка передач DSG имеет шестиступенчатую и семиступенчатую конструкции. Семиступенчатая коробка (крутящий момент до 250 нм) устанавливается на легковые автомобили B, C и некоторые модели D класса. Шестиступенчатая коробка передач передает крутящий момент до 350 нм и устанавливается на более мощных машинах.

Роботизированная коробка передач DSG (английское написание Direct Shift Gearbox, немецкое — DirektSchaltGetriebe), несмотря на все претензии, является в настоящее время самой совершенной автоматизированной коробкой, устанавливаемой на массовые модели легковых автомобилей.

Коробка DSG обеспечивает переключение передач без разрыва потока мощности, что значительно повышает ее потребительские качества по сравнению с другими «роботами». К таким качествам относятся лучшая разгонная динамика и экономия топлива (двигатель не работает вхолостую).

Непрерывная передача крутящего момента от двигателя к ведущим колесам достигнута за счет применения двух сцеплений и соответствующих им двух рядов передач. Коробка передач DSG имеет шестиступенчатую и семиступенчатую конструкции. Семиступенчатая коробка (крутящий момент до 250 нм) устанавливается на легковые автомобили B, C и некоторые модели D класса. Шестиступенчатая коробка передач передает крутящий момент до 350 нм и устанавливается на более мощных машинах.

Конструкция коробки передач DSG включает двухмассовый маховик, двойное сцепление, два ряда передач, главную передачу, дифференциал и систему управления. Конструктивные элементы помещены в корпус (картер) коробки.

Двойное сцепление обеспечивает передачу крутящего момента на первый и второй ряды передач. На шестиступенчатой коробке сцепление включает ведущий диск, соединенный через входную ступицу с маховиком, и две фрикционные многодисковые муфты, связанные через главную ступицу с рядами передач. Семиступенчатая коробка передач имеет два обычных фрикционных сцепления.

На шестиступенчатой коробке передач двойное сцепление «мокрого» типа, т.е. постоянно находится в масле. Масло обеспечивает смазку и одновременное охлаждение дисков, что значительно повышает ресурс сцепления.

Семиступенчатая коробка оборудована сухим сцеплением, что позволяет значительно уменьшить объем заправляемого масла (с 6.5 л до 1.7 л), снизить энергозатраты и повысить топливную экономичность двигателя. С этой же целью на семиступенчатой коробке масляный насос с гидравлическим приводом заменен на более экономичный электрический насос. С другой стороны сухое сцепление подвержено большему износу.

Первый ряд коробки обеспечивает работу нечетных передач и заднего хода, второй ряд отвечает за четные передачи. Каждый из рядов передач представляет собой первичный и вторичный валы с блоками шестерен. Первичные валы расположены соосно, при этом первичный вал второго ряда выполнен полым и надет на первичный вал первого ряда.

Шестерни на первичных валах имеют жесткое соединение с валом. Шестерни вторичных валов вращаются свободно. При этом шестерни первичного и вторичного валов находятся в постоянном зацеплении. Между шестернями вторичного вала расположены синхронизаторы, которые осуществляют включение конкретной передачи. Для выполнения реверсивного движения в коробке передач предусмотрен промежуточный вал с шестерней заднего хода. На вторичных валах также расположены ведущие шестерни главной передачи.

Непосредственное управление сцеплением и переключением передач обеспечивает система управления. Она включает входные датчики, электронный блок управления и электрогидравлический блок в качестве исполнительных механизмов.

Электронный и электрогидравлический блоки управления, а также практически все входные датчики, объединены в единый модуль, имеющий название Mechatronic. Модуль управления располагается непосредственно в картере коробки передач.

Входные датчики отслеживают частоту вращения на входе и выходе коробки передач, давление и температуру масла, а также положение вилок включения передач. Электронный блок управления на основании сигналов датчиков реализует, заложенный в него, алгоритм управления электрогидравлическим блоком.

Электрогидравлический блок управления обеспечивает работу гидравлического контура управления коробкой передач. В него входят золотники-распределители, электромагнитные клапаны и клапаны регулирования давления, мультиплексор.

Золотники-распределители приводятся в действие рычагом селектора. Электромагнитные клапаны осуществляют переключение передач. Клапаны регулирования давления обеспечивают работу фрикционных муфт. Электромагнитные клапаны и клапаны регулирования давления являются исполнительными механизмами системы управления коробкой передач.

В коробке применено устройство мультиплексор, которое позволяет управлять восьмью гидроцилиндрами переключения передач только с помощью четырех электромагнитных клапанов. В исходном положении мультиплексора работают одни гидроцилиндры, в рабочем – другие, при этом в обоих режимах общие электромагнитные клапаны.

Принцип работы коробки передач DSG заключается в последовательном включении передач обоих рядов. При этом во время работы одной передачи, следующая передача уже выбрана и готова к включению.

Коробки передач – относительно тупиковая ветвь развития, и DSG, как ни парадоксально, находится сейчас на вершине прогресса, так как обеспечивает экономичность (а значит, вожделенную экологичность). То, что агрегат «живет» в среднем 150 тысяч километров, мало кого интересует. Производители вообще не заинтересованы в существовании вторичного рынка – они мечтают о том, чтобы люди покупали только новые машины, а старые – выбрасывали на помойку.

Самое распространенное — это толчки при переключении передач. Диски сцепления смыкаются слишком резко, отчего автомобиль дергается. Также встречаются и другие симптомы: лязг, скрежет, толчки и потеря тяги в движении. Последнее особенно опасно, если автомобиль в момент провала тяги находится в процессе обгона по встречной полосе.

Как нам объяснили в компани Питер АТ, главная проблема коробки ДСГ — это сухое сцепление. Оно подвержено ускоренному износу, причем корень проблемы — в некорректных алгоритмах мехатронного блока, который управляет работой коробки. Есть, конечно, и другие неисправности: изредка изнашиваются втулки валов и вилка выключения сцепления, отходят контакты соленоидов, налипает грязь на датчики, в масло попадает антифриз. Но эти случаи — из разряда экзотических.

Главное что нужно знать: если вы всё-таки купили пост-гарантийный автомобиль с DSG7, и коробка подает симптомы неисправности, это не повод менять её в сборе. Собственно коробка передач, то есть комплект шестерен, из строя практическ никогда не выходит. Коробку можно отремонтировать, что обойдется на порядок дешевле замены. Правда, запчасти придется ждать несколько недель — спрос на них пока невелик, и продавцы запчастей не имеют запасов.

На автоматических КПП последнего поколения устанавливается ECT (электронная система управления переключением передач). Она обеспечивает плавное переключение передач, учитывая при этом скорость движения автомобиля, величину открытия дроссельной заслонки и температуру двигателя. За счет этого возрастает срок работы двигателя и трансмиссии. В зависимости от предпочтений, можно установить различные схемы переключения: зимнюю, экономичную или спортивную.

DSG — коробка передач прямого переключения – так называется механическая 6-ступенчатая коробка, имеющая автоматический привод переключения передач и оборудованная двумя сцеплениями. В данной статье расскажем про принцип работы коробки передач DSG.

Ее особенность в следующем. Она соединяется с мотором через два сцепления, расположенных соосно. При этом через одно сцепление работают нечетные и задняя передачи. А через другое – четные. За счет такого устройства осуществляется плавный переход от одной ступени к другой. Это похоже на синхронное срабатывание фрикционов соседних передач в гидромеханических ‘автоматах’.

На первой передаче еще идет разгон, а шестерня второй уже в зацеплении. Хотя вращается пока вхолостую.

В момент переключения, определенный по компьютеру, гидроприводы одновременно отпускают первое сцепление и замыкают второе. Крутящий момент, идущий от двигателя, передается от первой передачи на вторую. И так далее, до последней, шестой передачи. А потом наоборот. Когда будет включена шестая передача, станет одновременно с ней вращаться и шестерня пятой на случай падения оборотов двигателя.

В результате двигатель постоянно соединен с трансмиссией, а переключение передач осуществляется без разрыва потока мощности.

Преимущества DSG в том, что не только сокращается время разгона, но и экономится топливо. А еще важнее, что создается иллюзия постоянной езды на одной передаче, никакие переключения не замечаются. В салоне две педали – газ и тормоз. Селектор трансмиссии такой же, как на ‘автомате’, но можно перейти на обычный ручной режим, переводя рычаг DSG вверх или вниз.

На автоматических КПП последнего поколения устанавливается ECT (электронная система управления переключением передач). Она обеспечивает плавное переключение передач, учитывая при этом скорость движения автомобиля, величину открытия дроссельной заслонки и температуру двигателя. За счет этого возрастает срок работы двигателя и трансмиссии. В зависимости от предпочтений, можно установить различные схемы переключения: зимнюю, экономичную или спортивную.

В спортивном режиме каждая передача включается немного позже. За счет этого двигатель развивает большую мощность и быстрее ускориться. Это удобно, если нужно влиться в быстро движущийся поток машин. Но и расход топлива также возрастет.

Как мы уже и писали выше, коробка передач DSG – это механика, но с функцией переключения передач без какой-либо потери мощностей двигателя автомобиля. Главное ее отличие от автомата и обычной ручной коробки – два сцепления. При этом, сцепления работают в эффективной связке, обеспечивая такое плавное переключение скоростей. В момент переключения одно из сцеплений отключается, а второе одновременно с этим включается. Таким образом, мы получаем бесперебойный крутящий момент.

Какие типы коробки передач DSG существуют?

Конечно, наиболее популярная модель коробки DSG – седьмая. Однако распространены два вида, DSG 6 и DSG 7, которые активно ставятся на различные автомобили концерна Фольксваген. Шестая модель появилась в далеком 2003 году, а седьмая, спустя три года.

Основное отличие «семерки» от своих предшественников – сухое сцепление. Более того, разрабатывали ее исключительно для использования в автомобилях с маломощными двигателями, которые физически не способны выдать крутящий момент больше двухсот пятидесяти ньютонов. Так, масло в коробку DSG 7 нужно заливать не так часто, да и требуется его практически в три раза меньше, чем для DSG 6. Вес коробки всего семьдесят килограмм, а топлива она «тратит» на семь процентов меньше аналогов.

Она сокращает время разгона и экономит топливо. Создается иллюзия постоянной езды на одной передаче, никакие переключения не замечаются. В салоне две педали – «газ» и «тормоз». Селектор трансмиссии как на «автомате», но можно перейти в ручной режим, переводя рычаг вверх или вниз.

Преимущества DSG

Она сокращает время разгона и экономит топливо. Создается иллюзия постоянной езды на одной передаче, никакие переключения не замечаются. В салоне две педали – «газ» и «тормоз». Селектор трансмиссии как на «автомате», но можно перейти в ручной режим, переводя рычаг вверх или вниз.

На КПП последнего поколения устанавливается электронная система управления переключением передач. Она обеспечивает плавное переключение передач, учитывая при этом скорость движения автомобиля, величину открытия дроссельной заслонки и температуру двигателя.

Например, в медленной пробке «коробка» не будет постоянно переключаться с «первой» на «вторую» и обратно, а поедет на фиксированной «второй» передачи («первая» — слишком короткая). За счет этого возрастает срок работы трансмиссии и снижается перегрев, т.к. нет лишних переключений. И если ранее владельцы для меньшей «дерготни» в пробках включали фиксированную передачу, то сейчас это не нужно.

Двойное сцепление, используемое в трансмиссии DSG, может быть двух типов:

Передача крутящего момента

При включении первой передачи происходит зацепление шестерни первой передачи с шестерней на первичном внутреннем валу. Чуть позже включается первый диск сцепления и происходит передача крутящего момента с коленчатого вала через первое сцепление, внутренний вал на шестерню первой передачи и далее на выходной вал.

При включении первой передачи также происходит зацепление и шестерни второй передачи с шестерней внешнего вала. При этом вращение данной шестерни происходит свободно.

По команде мехатроника включить вторую передачу, происходит отключение первого диска сцепления и включение второго диска сцепления. Данный процесс протекает очень быстро и занимает доли секунды. При этом шестерни второй передачи уже были в зацеплении и сразу принимают на себя дальнейшую нагрузку вращения.

На второй передачи крутящий момент передается с коленчатого вала через второе сцепление, на внешний вал, шестерню второй передачи и далее на выходной вал.

При переходе на вторую передачу освобождается от зацепления шестерня первой передачи, а шестерня третьей передачи переходит в зацепление и осуществляет свободное вращение до команды мехатроника переключиться на третью передачу. Далее процесс повторяется, при этом происходит поочередное включение дисков сцепления.

Данная конструкция редуктора и использование двойного сцепления позволяет добиться высоких результатов в плавности хода, экономии топлива, а также улучшить динамические характеристики автомобиля.

Преселективная коробка- это продолжение развития и усовершенствования роботизированного агрегата, имеющего одно сцепление. DSG может очень быстро переключать передачи, при этом не теряя мощности. Такой эффект достигается благодаря двум сцеплениям. Коробка предварительно осуществляет переключение на повышенную или пониженную передачу, поэтому имеет такое название.

У преселективной роботизированной КПП DSG, имеющей два сцепления, имеются как положительные, так и отрицательные качества.

Коробка Direct Shift Gearbox пользуется популярностью, так как она является альтернативой классической гидромеханической автоматической КПП и бесступенчатой трансмиссии (вариатор). Активное внедрение преселективы в жизнь принадлежит Volkswagen Group.

Преселективная коробка- это продолжение развития и усовершенствования роботизированного агрегата, имеющего одно сцепление. DSG может очень быстро переключать передачи, при этом не теряя мощности. Такой эффект достигается благодаря двум сцеплениям. Коробка предварительно осуществляет переключение на повышенную или пониженную передачу, поэтому имеет такое название.

Преимуществами DSG являются: плавное включение передач, экономичность топлива, высокая скорость смены передач. Недостатки преселективной коробки следующие: трогание на склоне, автомобиль откатывается назад, коробка пытается быстрее включить повышенную передачу, в целях экономия топлива.

Схема работы коробки переключения передач DSG

Двойное сцепление DSG принцип работы

Оба набора зубчатых колес 7-ступенчатой коробки с двой­ным сцеплением работают аналогично механической короб­ке. Каждый набор колес связан только с одним сцеплением. Оба сцепления расположены на двух вложенных один в дру­гой валах — внешний полый и внутренний сплошной.

Первая, третья, пятая и седьмая передачи включаются сце­плением К1, момент передается в коробку передач по сплош­ному валу. Вторая, четвертая, шестая и задняя передача вклю­чаются сцеплением К2, момент передается в коробку передач по полому валу.

Сцепление К1 и Сцепление К2

Сцепление К1 работают 1, 3, 5 и 7 передача

Сцепление К2 работают 2, 4, 6 и задняя передача

Трансмиссия DSG содержит пять валов вместо привычных двух или трех, а для передачи крутящего момента используются два многодисковых сцепления. Когда одно сцепление замкнуто и включена одна передача, в это же время шестерни другой передачи уже находятся в зацеплении, остается только замкнуть второе сцепление. Получив команду от панели управления Mechatronic, механизм в одно мгновение выключает первое сцепление и замыкает второе, в то же время включая другую передачу.

Трансмиссия DSG (Direct Shift Gearbox — коробка передач с синхронизированным переключением) — это гибрид механической и автоматической коробки передач. В двух словах, водитель переключает передачи вручную, но весь процесс осуществляется посредством электроники и различных автоматических механизмов.

Трансмиссия DSG содержит пять валов вместо привычных двух или трех, а для передачи крутящего момента используются два многодисковых сцепления. Когда одно сцепление замкнуто и включена одна передача, в это же время шестерни другой передачи уже находятся в зацеплении, остается только замкнуть второе сцепление. Получив команду от панели управления Mechatronic, механизм в одно мгновение выключает первое сцепление и замыкает второе, в то же время включая другую передачу.

Эту коробку изобрел пионер автомобилестроения Adolphe Kégresse, больше известный изобретением полугусеничных машин, оснащенных резиновыми гусеницами, которые помогают ездить по различным формам рельефа. В 1939 году Kegresse сформулировал идею КПП с двойным сцеплением, которую он надеялся воплотить в легендарном Citroen Traction. К сожалению, неблагоприятные условия бизнеса не позволили претворить идею в жизнь.

Многие знают, что существует два основных типа коробок передач: механическая ( переключение передачи с помощью нажатия педали сцепления и перемещения рычага переключения передач) и автоматические ( режим выбирается автоматически, задействованы муфта сцепления, конвертор и набор планетарной передачи).

Но появилось нечто среднее, вобравшее в себя только самое лучшее двух коробок- КПП с двойным сцеплением или полу-автоматическая коробка (механическая коробка передач без сцепления и автоматизированная механическая коробка передач). В мире гоночных автомобилей полуавтоматы, такие как секвентальные механические коробки, используются уже многие годы.

Но в мире серийных автомобилей то, что называют КПП с двойным сцеплением или КПП прямого переключения можно считать новинкой. Эта статья посвящена принципам работы КПП с двойным сцеплением. Также мы попытаемся сравнить ее с другими видами коробок и выясним почему же некоторые считают ее трансмиссией будущего.

Принципы работы традиционной механической КПП

КПП с двойным сцеплением вобрала в себя достоинства двух механических коробок. Чтобы понять, что это означает, мы рассмотрим принципы работы обычной механической КПП. Прежде чем переключить передачу с помощью рычага переключения передач, водитель нажимает педаль сцепления. Которая отсоединяет двигатель от коробки передач и прекращает подачу силового потока к коробке. Когда водитель выбирает нужную передачу с помощью рычага, зубчатая муфта перемещается от одной шестерни к другой (шестерни разного размера).

Принцип работы: Валы КПП с двойным сцеплением

Двойной вал — сердце КПП с двойным сцеплением. В отличие от обычной механической коробки, у которой все шестерни находятся на одном входном валу, в КПП с двойным сцеплением четные и нечетные передачи располагаются на разных валах. Как такое возможно, спросите вы? А дело все в том, что внешний вал сделан полым, что позволяет расположить в нем внутренний вал. Внешний полый вал питает вторую и четвертую передачи, в то время как внутренний вал — первую, третью и пятую.

Диаграмма ниже показывает устройство обычной пятиступенчатой КПП с двойным сцеплением.

Обратите внимание, что одно сцепление контролирует вторую и четвертую передачи, а другое независимое сцепление — первую, третью и пятую, что позволяет молниеносно переключить передачу и поддерживать постоянный поток мощности. Стандартная механическая коробка передач не может этого, поскольку один вал рассчитан как для четных, так и для нечетных передач.

Многодисковые сцепления

Как и конвертер, многодисковые сцепления используют гидравлическое давление для включения. Когда сцепление включено, гидравлическое давление внутри поршня разжимает пружины, что приводит прижиманию набора дисков сцепления к фиксированной пластине давления. Фрикционные диски имеют зубцы, такого же размера и такой же формы, что и пазы барабана сцепления.

В свою очередь барабан соединен с набором шестерней, которые получают крутящий момент. КПП с двойным сцеплением Audi использует как малые витые пружины, так и большие диафрагмовые пружины в многодисковых сцеплениях. При разъединении сцепления, давление жидкости внутри поршня снижается. Это заставляет пружины поршня сжиматься, давление набора дисков и пластины давления ослабевают.

Плюсы и минусы КПП с двойным сцеплением

Надеемся, вам становится понятным, почему КПП с двойным сцеплением отождествляют с автоматизированной механической. В принципе, КПП с двойным сцеплением ведет себя как стандартная механическая: у нее есть входной и промежуточный валы для размещения шестерен, синхронизаторы и сцепление. Единственное, чего у нее нет, так это педали сцепления, поскольку функцию педали выполняют компьютеры, соленоиды и гидравлика.

Ощущение езды — одно из многих преимуществ КПП с двойным сцеплением. Передачи вверх занимают около 8 мс, что обеспечивает самое динамичное ускорение. Она способствует плавному разгону, без толчков, которые сопровождают переключение передач с помощью ручных и даже некоторых автоматических коробок. Такая КПП дает водителям возможность выбора: контролировать ли переключение передач самому или позволить компьютеру выполнить всю работу.

КПП с двойным сцеплением: Прошлое, Настоящее и Будущее

Эту коробку изобрел пионер автомобилестроения Adolphe Kégresse, больше известный изобретением полугусеничных машин, оснащенных резиновыми гусеницами, которые помогают ездить по различным формам рельефа. В 1939 году Kegresse сформулировал идею КПП с двойным сцеплением, которую он надеялся воплотить в легендарном Citroen Traction. К сожалению, неблагоприятные условия бизнеса не позволили претворить идею в жизнь.

Volkswagen стал пионером в применении КПП с двойным сцеплением, применив технологию компании BorgWarner DualTronic. Такие европейские автомобили как Volkswagen Beetle, Golf, Touran и Jetta, а также Audi TT и A3, Skoda Octavia и Seat Altea, Toledo и Leon оснащены такой коробкой. Ford является вторым крупнейшим производителем, применившим технологию КПП с двойным сцеплением, разработанную европейским Ford и совместного предприятия Getrag-Ford.

Они продемонстрировали Powershift System, шестиступенчатую коробку с двойным сцеплением в 2005 году на Франкфуртском Международном шоу. Серийный автомобиль, использующий первое поколение Powershift был выпущен около двух лет назад.