Cum funcționează transmisiile cu dublu ambreiaj

Cei mai mulți oameni știu că mașinile vin cu două tipuri de transmisie de bază: manuale, care necesită ca șoferul să schimbe angrenajele prin apăsarea unei pedale de ambreiaj și folosind un schimbător de bare, și automatice, care fac toate lucrările de schimbare pentru șoferi folosind ambreiajele, un convertor de cuplu și seturi de viteze planetare. Dar există, de asemenea, ceva între care oferă cel mai bun din ambele lumi - transmisie cu dublu ambreiaj, numită și transmisie semiautomatică, transmisie manuală „fără ambreiaj” și transmisie manuală automată.

În lumea automobilelor, transmisiile semi-automate, cum ar fi cutie de viteze manuală secvențială (sau SMG), sunt o bază de ani buni. Dar în lumea vehiculelor de producție, este o tehnologie relativ nouă - cea care este definită printr-un design foarte specific cunoscut sub numele de cutie de viteze cu dublu ambreiaj sau cu schimbare directă.

Acest articol va explora cum funcționează o transmisie cu dublu ambreiaj, cum se compară cu alte tipuri de transmisii și de ce unii prezic că este transmisia viitorului.

Hands-On sau Hands-Off

O transmisie cu dublu ambreiaj oferă funcția a două cutii de viteze manuale într-una. Pentru a înțelege ce înseamnă acest lucru, este util să revizuiți cum funcționează o cutie de viteze manuală convențională. Când un șofer dorește să se schimbe de la un angrenaj la altul într-o mașină standard de tip stick-shift, el apasă mai întâi în jos pedala de ambreiaj. Acesta funcționează un singur ambreiaj, care deconectează motorul de la cutia de viteze și întrerupe debitul de energie la transmisie. Apoi, șoferul folosește schimbarea batonului pentru a selecta o nouă viteză, un proces care presupune mutarea unui guler dințat de la o roată de viteze la o altă roată de viteze de dimensiuni diferite. Dispozitive numite sincronizatoarele potriviți angrenajele înainte de a fi angajate pentru a preveni măcinarea. Odată cuplată noua viteză, șoferul eliberează pedala de ambreiaj, care reconectează motorul la cutia de viteze și transmite puterea roților.

Deci, într-o transmisie manuală convențională, nu există un flux continuu de putere de la motor la roți. În schimb, livrarea de energie se schimbă din pe la de pe la pe în timpul schimbării vitezei, provocând un fenomen cunoscut sub numele de „șoc de schimb” sau „întreruperea cuplului”. Pentru un șofer necalificat, acest lucru poate duce la aruncarea pasagerilor înainte și înapoi, odată cu schimbarea angrenajelor.

O cutie de viteze cu dublu ambreiaj, în schimb, folosește două ambreiaj, dar nu are pedală de ambreiaj. Electronica sofisticată și hidraulica controlează ambreiajele, la fel ca și în cazul unei transmisii automate standard. Cu toate acestea, într-un DCT, ambreiajele funcționează independent. Unul ambreiaj controlează angrenajele ciudate (primul, al treilea, al cincilea și inversul), în timp ce cealaltă controlează angrenajele (a doua, a patra și a șasea). Folosind acest aranjament, angrenajele pot fi schimbate fără a întrerupe fluxul de putere de la motor la transmisie. Secvențial, funcționează astfel:

Acest conținut nu este compatibil pe acest dispozitiv.

Mulțumesc

Mulțumită Jeff Beckman pentru asistența sa cu acest articol.

cuprins

1. Arbori de transmisie cu dublu ambreiaj
2. Pro și contra de transmisii cu dublu ambreiaj
3. Transmisii cu dublu ambreiaj: trecut, prezent și viitor

Un arbore de transmisie în două părți se află în centrul unui DCT. Spre deosebire de o cutie de viteze manuală convențională, care își găzduiește toate angrenajele pe un singur arbore de intrare, DCT împarte viteze impare și chiar pe două arbori de intrare. Cum este posibil acest lucru? Arborele exterior este scobit, făcând loc pentru un ax interior, care este cuibat în interior. Arborele gol exterior alimentează a doua și a patra viteză, în timp ce arborele interior alimentează primul, al treilea și al cincilea.

Diagrama de mai jos arată acest aranjament pentru un DCT tipic cu cinci viteze. Observați că un ambreiaj controlează a doua și a patra viteză, în timp ce o altă, ambreiajul controlează prima, a treia și a cincea treaptă de viteză. Acesta este trucul care permite schimbarea rapidă a treptelor și menține constantă livrarea de energie. O transmisie manuală standard nu poate face acest lucru, deoarece trebuie să folosească un singur ambreiaj pentru toate angrenajele ciudate și chiar.

Ambreiajuri cu mai multe plăci

Deoarece o transmisie cu dublu ambreiaj este similară cu cea automată, s-ar putea să credeți că este nevoie de un convertor de cuplu, care este modul în care un automat transferă cuplul motorului de la motor la transmisie. Cu toate acestea, DCT-urile nu necesită convertoare de cuplu. În schimb, DCT-urile existente în prezent pe piață folosesc clutch-uri cu mai multe plăci umede. Un ambreiaj "umed" este unul care scaldă componentele ambreiajului în fluidul lubrifiant pentru a reduce frecarea și a limita producția de căldură. Mai mulți producători dezvoltă DCT-uri care folosesc ambreiajele uscate, precum cele de obicei asociate cu transmisii manuale, dar toate vehiculele de producție echipate cu DCT-uri folosesc astăzi versiunea umedă. Multe motociclete au ambreiaje cu mai multe plăci.

La fel ca convertizoarele de cuplu, ambreiajele cu mai multe plăci umede folosesc presiune hidraulică pentru antrenarea angrenajelor. Lichidul își desfășoară activitatea în interiorul pistonului ambreiajului, văzut în diagrama de mai sus. Când ambreiajul este cuplat, presiunea hidraulică din interiorul pistonului forțează un set de piese cu arcuri, care împing o serie de plăci de ambreiaj stivuite și discuri de frecare împotriva unei plăci cu presiune fixă. Discurile de frecare au dinți interni care sunt dimensionați și modelați pentru a plasa cu spline pe tamburul ambreiajului. La rândul său, tamburul este conectat la setul de viteze care va primi forța de transfer. Transmisia cu dublu ambreiaj Audi are atât un arc de bobină cât și un arc de diafragmă mare în ambreiajele sale umede cu mai multe plăci.

Pentru a decupla ambreiajul, se reduce presiunea fluidului din interiorul pistonului. Aceasta permite relaxarea arcurilor cu piston, ceea ce ușurează presiunea pe ambalajul ambreiajului și pe placa de presiune.

Vom analiza avantajele și contra de transmisii cu dublu ambreiaj în continuare.

Audi TT Roadster, unul dintre mai multe modele Audi disponibile cu transmisie dual-shift Fotografie cu amabilitate Audi Press Database

Sperăm să devină clar de ce DCT este clasificat ca o transmisie manuală automată. În principiu, DCT se comportă la fel ca o transmisie manuală standard: are arbori de intrare și auxiliari pentru angrenajele, sincronizatoarele și un ambreiaj. Ceea ce nu are este o pedală de ambreiaj, deoarece calculatoarele, solenoidele și hidraulica fac schimbarea efectivă. Chiar și fără o pedală de ambreiaj, șoferul poate încă „spune” computerului când trebuie să acționeze prin padele, butoane sau un schimbător de viteze.

Experiența șoferului, atunci, este doar unul dintre numeroasele avantaje ale unui DCT. În cazul în care schimbările de viteză durează doar 8 milisecunde, mulți consideră că DCT oferă cea mai dinamică accelerație a oricărui vehicul de pe piață. Cu siguranță oferă o accelerație lină prin eliminarea șocului de schimb care însoțește schimbările de viteze în transmisiile manuale și chiar unele automate. Cel mai bine, oferă șoferilor luxul de a alege dacă preferă să controleze schimbarea sau să lase computerul să facă toate lucrările.

Poate că cel mai convingător avantaj al DCT este îmbunătățirea economiei de combustibil. Deoarece fluxul de putere de la motor la transmisie nu este întrerupt, eficiența combustibilului crește dramatic. Unii experți spun că un DCT cu șase trepte poate oferi o creștere de până la 10 la sută a eficienței relative a combustibilului în comparație cu un automat convențional cu cinci trepte.

Mulți producători de mașini sunt interesați de tehnologia DCT. Cu toate acestea, unii producători auto se preocupă de costurile suplimentare asociate cu modificarea liniilor de producție pentru a se adapta unui nou tip de transmisie. Acest lucru ar putea inițial să crească costurile mașinilor echipate cu DCT, ceea ce ar putea descuraja consumatorii conștienți de costuri.

În plus, producătorii investesc deja foarte mult în tehnologii alternative de transmisie. Unul dintre cele mai notabile este transmisia continuă variabilă, sau CVT. CVT este un tip de transmisie automată care folosește un sistem de scripete în mișcare și o centură sau un lanț pentru a regla infinit raportul de viteze pe o gamă largă. CVT-urile reduc, de asemenea, șocul în schimburi și cresc semnificativ eficiența combustibilului. Însă CVT-urile nu pot face față cerințelor de cuplu ridicate ale mașinilor performante.

DCT-urile nu au astfel de probleme și sunt ideale pentru vehiculele de înaltă performanță. În Europa, unde transmisiile manuale sunt preferate datorită performanței și eficienței lor în materie de combustibil, unii prevăd că DCT-urile vor capta 25% din piață. Doar un procent din mașinile produse în Europa de Vest vor fi echipate cu un CVT până în 2012.

În continuare, vom analiza istoria DCT și vom vedea ce ține viitorul.

Porsche 962 Foto cu amabilitate Porsche Cars America de Nord

Omul care a inventat cutia de viteze cu dublu ambreiaj a fost un pionier în inginerie auto. Adolphe Kégresse este cel mai cunoscut pentru dezvoltarea jumătății de drum, un tip de vehicul echipat cu pașii de cauciuc interminabile care îi permit să conducă off-road pe diverse forme de teren. În 1939, Kégresse a conceput ideea unei cutii de viteze cu dublu ambreiaj, pe care spera să o folosească pe legendarul vehicul Citroën „Traction”. Din păcate, circumstanțele nefavorabile de afaceri au împiedicat dezvoltarea ulterioară. -

Atât Audi, cât și Porsche au preluat conceptul cu dublu ambreiaj, deși utilizarea sa a fost limitată la început de curse. Mașinile de curse 956 și 962C au inclus Porsche Dual Klutch, sau PDK. În 1986, un Porsche 962 a câștigat cursa Campionatului Mondial de Prototipuri Sportive Monza de 1000 de kilometri - primul câștig pentru o mașină echipată cu transmisie semiautomată cu palet PDK. Audi a făcut istorie și în 1985, când o mașină de raliu Sport quattro S1 echipată cu transmisie cu dublu ambreiaj a câștigat urcarea pe dealul Pikes Peak, o cursă pe muntele de 4.300 de metri înălțime.

Comercializarea transmisiei cu dublu ambreiaj nu a fost însă posibilă până de curând. Volkswagen a fost un pionier în transmisiile cu dublu ambreiaj, autorizând tehnologia BorgWarner DualTronic. Automobilele europene echipate cu DCT-uri includ Volkswagen Beetle, Golf, Touran și Jetta, precum și Audi TT și A3; Skoda Octavia; și Seat Altea, Toledo și Leon.

Volkswagon Jetta 2.0 Foto cu amabilitate VM Media Room

Ford este cel de-al doilea mare producător care s-a angajat în transmisiile cu dublu ambreiaj, realizate de Ford of Europe și de producătorul său de transmisie în comun 50/50, GETRAG-Ford. Acesta a demonstrat Powershift System, o transmisie cu două ambreiaj cu șase viteze, la Salonul Internațional de Motor din 2005. Cu toate acestea, vehiculele de producție care folosesc un Powershift din prima generație sunt la aproximativ doi ani distanță.

Pentru mai multe informații despre transmisii cu dublu ambreiaj și subiecte conexe, consultați linkurile de pe pagina următoare.

Articole similare

• Cum funcționează transmisiile manuale
• Cum funcționează transmisiile automate
• Cum funcționează Ambreiajele
• Cum funcționează convertorii de cuplu
• Cum funcționează continuu transmisiunile variabile
• Cum funcționează cutii de viteze secvențiale

Mai multe legături grozave

• Lumea Audi
• Dezbatere cu dublu ambreiaj vs. CVT
• BorgWarner - producătorul DCT utilizat în Volkswagons
• Ford of Europe introduce transmisii cu ambreiaj dublu în viteză mare
• Considerații despre transmisie: Dincolo de cutia de viteze manuală

surse

• Adams, Eric și colab. "Ghidul cumpărătorului auto științific popular: gestionarea puterii - transmisie", știință populară, iulie 2005.
• Amoroso, Frank. "2004 Audi TT 3.2: Got Smooth? Got DSG?" AudiWorld, 17 ianuarie 2004. http://www.audiworld.com/features/tests/2004tt32.shtml
• Site-ul Audi World http://www.audi.com/audi/com/en1/new_cars/technology/ drive ___ suspension / dsg / technology_and_details.html
• "DSG și CVT: Care va predomina?" CARToday.com, 5 iulie 2005. http://www.cartoday.com/content/news/singlepage.asp?in=7312
• "Interesul european pentru tehnologia cu dublu ambreiaj schimbă o viteză", Just-auto.com, 2 decembrie 2005. http://www.just-auto.com/features_detail.asp?art=1171
• Erjavec, Jack. "Tehnologia auto: o abordare a sistemelor." New York: Învățarea Thomson Delmar. 2005.
• Kluger, Michael și Bapiraju Surampudi. „Netezită în ambreiaj”. Southwest Research Institute, vara 2004. http://www.swri.edu/3pubs/ttoday/Summer04/Clutch.htm
• Thomas, Mike. "Ford of Europe introduce transmisii duble de ambreiaj în viteză mare." Ford Newsroom, 13 februarie 2006. http://media.ford.com/newsroom/feature_display.cfm?release=22361
• "Cutie de viteze Twin-Clutch", Școala Tehnică AutoZine, 2003. http://www.autozine.org/technical_school/gearbox/tech_gear_manual.htm
• Visnic, Bill. "Predarea unui vechi tranșant noi trucuri: BorgWarner respiră viața generației viitoare în transmisia manuală", WardsAuto.com, 1 decembrie 2000. http://wardsautoworld.com/ar/auto_tech_trends_4/index.html
• "Cutia de viteze sportivă directă." AudiWorld, 27 august 2003. http://www.audiworld.com/news/03/082703/content.shtml