Сухое сцепление что это

Двойное сцепление

Большинство современных роботизированных коробок передач оборудованы двойным сцеплением. Данное устройство, помимо традиционных функций сцепления, обеспечивает предварительный выбор очередной передачи при включенной другой передаче за счет поочередной работы двух фрикционных муфт. При этом крутящий момент от двигателя на ведущие колеса передается непрерывно. В роботизированной коробке передач с двойным сцеплением для четных и нечетных передач используется отдельное сцепление. По своей сути это две отдельные коробки передач, находящиеся в одном корпусе и работающие как единое целое. Применение двойного сцепления в конструкции коробок передач началось с 1980 года благодаря разработкам Porsche и Audi для своих спортивных автомобилей. В настоящее время двойное сцепление используется в следующих конструкциях коробок передач:

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

Ввиду высокой технической сложности производителей двойного сцепления не так много, в том числе:

• BorgWarner («мокрое» сцепление для Volkswagen);
• Getrag (коробки передач с двойным сцеплением для BMW, Chrysler, Dodge, Ferrari, Ford, Mercedes-Benz, Mitsubishi, Renault, Volvo);
• Luk («сухое» сцепление для Volkswagen);
• Ricardo (коробка передач для Bugatti Veyron);
• ZF (коробка передач для Porsche).

Ряд автомобильных компаний в конструкции своих коробок используют компоненты разных производителей, например, в M DCT от BMW используется коробка передач от Getrag, а двойное сцепление от BorgWarner.

Различают два типа двойного сцепления: «сухое» (фрикционные диски в воздухе) и «мокрое» (многодисковые сцепления в масле).

«Мокрое» сцепление имеет лучшее охлаждение, поэтому может применяться для передачи большего крутящего момента (до 350 нм и более). Например, «мокрое» сцепление в коробке передач Bugatti Veyron обеспечивает передачу крутящего момента 1250 нм. Предел «сухого» сцепления – 250 нм. Вместе с тем, «сухое» сцепление более эффективно в эксплуатации, т.к. в нем отсутствуют потери мощности двигателя на привод масляного насоса.

Конструктивно двойное сцепление мокрого типа объединяет два пакета фрикционных дисков, размещенных в корпусе. Часть дисков обоих пакетов жестко соединено с корпусом сцепления. Корпус, в свою очередь, через ступицы соединен с двигателем. Другая часть дисков закреплена на своих ступицах, которые посажены на первичные валы соответствующих рядов передач.

Нормальное положение сцепления – разомкнутое. Замыкание сцепления (сжатие пакетов дисков) производится с помощью гидроцилиндров под управлением электрогидравлического модуля. В исходное положение диски возвращаются с помощью пружин.

В зависимости от конструкции сцепления пакеты фрикционных дисков могут иметь концентрическое (муфты расположены в одной плоскости, перпендикулярно первичному валу) или параллельное расположение (муфты расположены друг за другом параллельно).

Концентрическое расположение муфт более компактное, поэтому применяется в трансмиссии переднеприводных автомобилей (поперечное расположение двигателя). При концентрическом расположении внешняя муфта обслуживает нечетные передачи, внутренняя – четные передачи. В силу своей конструкции (большая площадь дисков) внешняя муфта рассчитана на передачу большего крутящего момента. Двойное сцепление с параллельным расположением дисков применяется, в основном, на заднеприводных автомобилях.

Двойное сцепление сухого типа включает ведущий диск, соединенный с двухмассовым маховиком, два сухих диска сцепления, расположенных на первичных валах коробки передач, два нажимных диска, две диафрагменных пружины, два выжимных подшипника и два рычага включения сцепления. Нормальное положение сухого сцепления — разомкнутое.

Принцип работы сцепления заключается в передаче крутящего момента от ведущего диска на соответствующий диск сцепления и далее на свой первичный вал коробки передач. Каждое из сухих сцеплений работает независимо друг от друга.

При замыкании сцепления рычаг включения прижимает выжимной подшипник к диафрагменной пружине, которая в свою очередь передает усилие на нажимной диск и далее на диск сцепления. Диск сцепления прижимается к ведущему диску, и крутящий момент передается на первичный вал коробки передач.

Принцип работы DSG трансмиссии

DSG коробка передач имеет три блока: сцепление, редуктор и мехатроник. Для понимания основного принципа работы данной трансмиссии, более подробно разберем сцепление и редуктор.

Редуктор

В первую очередь отметим, что в редукторе расположен первичный вал, который состоит из двух элементов:

1. Внутренний первичный вал.
2. Внешний первичный вал.

На рисунке видно, что внутренний вал имеет связь со вторичным валом, на котором расположены шестрени 1, 3 и 5 передачи. На эти шестерни передается крутящий момент при включении первого диска сцепления. Данные элементы выделены синим цветом.

Внешний вал передает крутящий момент на вторичный вал с шестернями 2, 4 и 6 передачи. При этом задействован второй диск сцепления. Данные элементы обозначены серым цветом.

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.

Двойное сцепление

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

Сухое сцепление – это механизм, в котором регулировка включения дисков сцепления осуществляется при помощи вилок, как и в механической коробке передач.

Мокрое сцепление – это механизм, рабочим телом которого является масло. Под воздействием гидравлики осуществляется включение и выключение дисков сцепления.

Все шестиступенчатые коробки DSG-6 оснащены мокрым сцеплением, основная часть семиступенчатых коробок DSG-7 оснащается сухим сцеплением.

В заключение отметим, что DSG трансмиссия является сбалансированным механизмом, который позволяет значительно улучшить динамические характеристики автомобиля. Кроме того, она позволяет снизить расход топлива и добиться мягкости и незаметности переключение передач за счет использования двухдискового сцепления.

• Типы коробок DSG
• Принцип работы и устройство DSG
• Проблемы АКПП DSG

Трансмиссии с двойным сцеплением: мифы и реальность

Стоит начать с того, что на коробки передач с двойным сцеплением в первую очередь обратили внимание те производители, в производственных программах которых присутствуют спорткары. Например, инженеры Porsche еще в начале 80‑х активно работали над этой конструкцией, так как в быстрых автомобилях, которые можно использовать как в повседневной жизни, так и на гоночных трассах, большое значение имеет непрерывность крутящего момента, передаваемого на колеса. Поэтому есть смысл сравнить роботизированную коробку передач с двойным сцеплением с привычной механической КП. Если схематично, то в трехвальном варианте МКП первичный вал коробки передач через механизм сцепления соединен с маховиком двигателя, и на одной оси с ним расположен вторичный вал с зубчатыми шестернями, который через приводы или карданный вал передает крутящий момент на колеса автомобиля. «Коммуникацию» вращения от ведущей шестерни первичного вала к ведомым шестерням вторичного вала обеспечивает промежуточный вал, на котором жестко закреплены шестерни передач. При заведенном двигателе и нейтральном положении рычага переключения передач вращаются первичный и промежуточный валы, но вторичный вал не задействован. Для включения передачи нужно выжать педаль сцепления (отсоединив, таким образом, КП от двигателя), перевести рычаг в нужное положение (обеспечив соединение соответствующих шестерен вторичного и промежуточного валов) и, отпустив педаль сцепления, обеспечить через валы КП передачу крутящего момента от двигателя к колесам. Для того чтобы задействовать следующую передачу, нужно опять произвести необходимые манипуляции с педалью сцепления, и это как раз тот момент, когда происходит разрыв потока мощности.

Ремонтный комплект RepSet 2 CT бренда LuK.

Роботизированные коробки с двойным сцеплением этой проблемы лишены. В такой коробке передач используются два приводных вала, вставленных один в другой (внешний и внутренний), но имеющих свободное вращение относительно друг друга. На внешнем валу — шестерни нечетных передач, на внутреннем — четных. По сути, это две механические коробки передач, каждая со своим рядом зубчатых шестерен и со своим механизмом сцепления, то есть с двойным сцеплением. Такое сцепление в едином корпусе имеет два набора фрикционных дисков, каждый из которых отвечает за работу со своим рядом шестерен. И в то время, когда автомобиль разгоняется, к примеру, на второй передаче, третья передача уже находится в полной рабочей готовности, но диски сцепления, отвечающие за нечетный ряд шестерен, пока разомкнуты. Как только обороты двигателя доходят до нужного предела, электроника включает в работу второй комплект дисков сцепления, размыкая первый комплект. А в это время к работе готова уже четвертая передача. Такой же алгоритм работы и при переключениях вниз — с падением оборотов к работе готовится более низкая передача. Весь процесс переключения не превышает десятой доли секунды! Таким образом, коробка передач с двойным сцеплением позволяет передавать непрерывный поток мощности.

СУХОЕ ИЛИ МОКРОЕ?

Существует два типа двойного сцепления — сухое и мокрое, и ряд ведущих компаний имеют в своем ассортименте оба типа. К примеру, двойное сухое сцепление LuK компании Schaeffler было запущено в производство в 2008 году, а в 2014‑м на рынок было выведено мокрое сцепление этого бренда. Конструктивная особенность более распространенного сухого сцепления заключается в том, что его диски работают в обычных условиях, так же, как и в случае со сцеплением МКП. Замыкаются и размыкаются диски посредством электромагнитных приводов. В случае с двойным мокрым сцеплением диски вращаются в масляной среде, а управлением их работой занимается гидравлическая система. Системы сухого сцепления устанавливаются главным образом на автомобили с небольшим крутящим моментом, поскольку рассеивание — это единственный способ отвести тепло, выделяющееся в результате трения. И напротив, системы мокрого сцепления большей частью используются в трансмиссиях автомобилей, у которых крутящий момент превышает 250 Нм. Двойное сухое сцепление более компактно и обладает более высоким КПД, в то время как двойное мокрое сцепление намного эффективнее отводит тепло.

Для двигателей с высоким крутящим моментом чаще используют мокрое двойное сцепление.

Но более эффективным является двойное сцепление сухого типа.

БЕЗ НЕДОСТАТКОВ?

Но сначала о преимуществах, которых у трансмиссий с двойным сцеплением куда больше, нежели напряженных моментов. Во-первых, это скорость переключения передач, а значит, и динамика автомобиля. Во-вторых, постоянство потока мощности, что, к примеру, очень важно для моторов с турбинами. В-третьих, высокая эффективность: по топливной экономичности автомобили с роботизированной коробкой передач с двойным сцеплением менее прожорливы, чем те, что оснащены МКП, не говоря уже об автоматах. Есть, конечно же, и трудности. Нужно признать, что сложная конструкция трансмиссий с двойным сцеплением не сразу позволила добиться безошибочной работы системы. Сегодня трансмиссии с двойным сцеплением имеют высокую надежность, но при необходимости ремонта или замены модуля сцепления, а износ любого узла неизбежен, владельцы автомобилей оказываются лицом к лицу со сложным и дорогостоящим обслуживанием. Чтобы обеспечить надежный и экономически эффективный ремонт системы сцепления, специалисты компании Schaeffler разработали и внедрили технологию ремонта двойного сцепления, предложив сотрудникам сервисов ремонтное решение LuK RepSet 2CT. Кроме полного комплекта всех необходимых для ремонта модуля двойного сцепления деталей, в ассортимент продукции входит специальный инструмент, который позволяет выполнить необходимые ремонтные работы быстро и профессионально. Помимо «железа», Schaeffler предлагает персоналу сервисных станций обучение — онлайн, оффлайн или технические семинары на СТО, а также полную информационно-техническую поддержку по всему ассортименту продукции.

Сравнение расхода топлива. Двойное сцепление предпочтительнее с точки зрения топливной экономичности.

Традиционно европейские ценники на автомобили были гораздо привлекательнее отечественных. Но резкое падение рубля перевернуло всё с ног на голову. Мы отобрали популярные кроссоверы, на которые россиянам стоило бы потратить свои валютные сбережения

Ford EcoSport

Пожалуй, самая крупная российская премьера Ford в этом году – компактный и экономичный кроссовер EcoSport – в минимальной комплектации обойдётся отечественным покупателям в 649 000 рублей. В то же время в Германии за такой попросят от 19 200 евро, в пересчёте на рубли – 1 119 700 рублей. Дороже почти в два раза! И это при том, что российский EcoSport в максимальной комплектации Titanium Plus стоит 899 000 рублей.

Opel Mokka

Даже немецкие кроссоверы в России стоят значительно дешевле, чем в Германии. Для европейских покупателей ценник стартует с отметки в 18 990 евро (1 107 440 рублей). У нас такие деньги попросят разве что за топовую версию флагмана Insignia, в то время как Mokka стоит от 735 000 рублей. Самая навороченная модификация Opel Mokka Cosmo с 1,7-литровым 130-сильным дизельным двигателем и шестиступенчатым автоматом всё равно выйдет дешевле базовой немецкой версии – 1 045 000 рублей.

Mercedes-Benz GLA

Разницу цен (хоть и не такую контрастную) можно увидеть и у «породистых» немцев. В России Mercedes-Benz GLA доступен покупателям по цене от 1 430 000 рублей. В Германии штутгартский кроссовер в минимальной комплектации продаётся за 29 300 евро (1 708 800 рублей). Пример с GLA показателен тем, что в отличие от остальных автомобилей из нашего списка, минимальные комплектации в России и ФРГ насчитывают минимум отличий. Так что в этом случае ценовая разница обусловлена исключительно падением рубля.

Citroen C4 Aircross

Конечно, эпатажный Cactus до нас так и не доехал. Зато есть C4 Aircross – по цене от 909 000 рублей против немецкого ценника 24 240 евро (1 413 600 рублей). В полумиллионную разницу вполне можно уложить покупку ещё одного Citroen – например, седана С-Elysse или малолитражки C1. Покупка С4 Aircross в полноприводной модификации и с полным фаршем также станет оправданным вложением – в России его стоимость составляет 1 109 000 рублей, на 300 тысяч дешевле минимальной европейской модификации.

Nissan Juke

20 ноября стартуют российские продажи обновлённого Nissan Juke, при этом цены на кроссовер уже объявлены. Стоимость автомобиля в базовой комплектации Base с двигателем 1,6 л мощностью 94 л.с. составит 685 000 рублей. В Европе Juke уже продают по цене от 15 450 евро (901 000 рублей). Максимальная комплектация LE, в соответствии с заявленнными ценами, будет стоить от 983 000 рублей. В Германии аналогична модификация продаётся за 26 790 евро (1 562 000 рублей).

Renault/Dacia Duster

Самый доступный из приведённых кроссоверов — Dacia Duster — во всех западно-европейских странах стоит примерно одинаково – в районе 10 600 евро (623 400 рублей) за переднеприводную версию с 1,6-литровым двигателем мощностью 105 лошадиных сил с механической коробкой и минимальным оснащением. Его аналог Renault Duster обойдётся российскому покупателю значительно дешевле – 492 000 рублей.

Сухое сцепление

Рассмотрим действие сухого сцепления на примере однодисковой системы, наиболее популярной на данный момент. Она используется в конструкции большинства автомобилей с механической коробки переключения передач. Система Пауэршифт от Форд взяла за идею парную работу сцеплений, что позволило добиться новых высот компфорта в управлении автомобиля.

Как выглядит «сухое сцепление»?

Основными элементами такой системы будут маховик двигателя, который так же называют ведущим диском, диск сцепления, ведомый, корзина сцепления, иначе говоря нажимной диск, выжимной подшипник , муфта выключения, вилка и привод сцепления. На поверхности дисков установлены фрикционные накладки.

Во время движения ведущий диск и диск сцепления крепко соединены за счет силы трения, так передается крутящий момент от двигателя на коробку передач. При нажатии на педаль, диски разъединяются, двигатель отключается от трансмиссии. После переключения передачи, когда педаль отпускается, двигатель снова соединяется.

Сухим данный вид называют из-за того, что на рабочих поверхностях отсутствуют какие-либо смазывающие вещества, что дает жесткую связь двигателя и КПП.

Сцепление представляет из себя очень сложную систему из подшипников, втулок, муфт, пружин и дисков. Ввиду этого существует множество классификаций системы. Например, однодисковое\многодисковое сцепление, разделение проводится по количеству ведущих дисков. Если брать тип привода механизма в действие, то подразделяют на механическое, гидравлическое, электрическое и комбинированное сцепление. По типу рабочей среды выделяют «сухое» и «мокрое»\ «влажное» сцепление.

Простота конструкции, относительно «мокрого», значительно снижает стоимость как производства, так и обслуживания, что повышает привлекательность системы, и для потребителей, и для производителей.