Роботизированная коробка передач DSG, или новое это хорошо забытое старое
Роботизированная коробка передач DSG (Direct Shift Gearbox). Это коробка передач прямого переключения. В настоящее время она является самой совершенной автоматизированной коробкой, устанавливаемой на массовые модели легковых автомобилей – так, или примерно так начинаются все описания данного агрегата во многих, если не сказать во всех, рекламных источниках. Давайте разберемся, что это такое и так ли это на самом деле.
Эту коробку изобрел пионер автомобилестроения Адольф Кегресс (Adolphe Kegresse) (1879-1943), больше известный изобретением полугусеничных машин, оснащенных резиновыми гусеницами, которые помогают ездить по различным формам рельефа. Кстати, интересный факт, Адольф Кегресс с 1904 года работал в России, организовывая там автомобильную почту. С 1906 года А. Кегресс стал техническим директором гаража царя Николая II, а после – личным шофером императора.
Так вот, в 1939 году Кегресс впервые сформулировал идею КПП с двойным сцеплением, которую он надеялся воплотить в легендарном Citroen Traction.
К идее создания КПП с двойным сцеплением вернулись только в 80-х годах прошлого века разработчики спортивных болидов. Они смогли автоматически переключать механические КПП. В автомобиле педалью сцепления и кулисой переключения передач управляет электроника, все действия совершаются электромагнитными или гидравлическими механизмами. Давайте разберемся, как это работает. Для того, чтобы понять, как это работает, необходимо вспомнить, как работает механика.
Итак, как работает механическая КПП? Прежде чем переключить передачу с помощью кулисы переключения передач, необходимо выжать педаль сцепление, которая отсоединяет двигатель от коробки передач и прекращает подачу силового потока к коробке. Когда водитель выбирает нужную передачу с помощью кулисы, зубчатая муфта перемещается от одной шестерни к другой, синхронизаторы выравнивают скорость вращения муфты, после чего передача безударно включается.
Коробка DSG работает по-другом, она объединяет в одном корпусе две механические коробки передач, одну для четных скоростей, а другую для нечетных, и каждая из которых оснащена своим сцеплением, Но зачем это нужно? Оказывается, для того, чтобы включать две передачи одновременно!
Пока автомобиль разгоняется на четной скорости, шестерни следующей, нечетной, уже находятся в зацеплении. Когда обороты двигателя достигают точки включения следующей передачи, сцепление четной передачи размыкается, а нечетной одновременно замыкается, при этом передача тяги между коробками происходит без разрыва потока мощности, а смена скорости получается быстрой и почти незаметной.
И все это при минимальных потерях энергии – будучи производной от обычной “механики” коробка наследует и высокую эффективность передачи мощности. Управляется все это автоматикой, поэтому в системе отсутствует педаль сцепления, как таковая, и ручка управления КПП такая, как у автоматической коробки.
“Вот она, идеальная трансмиссия”- воскликнет восторженный читатель, но…
Как говорил известный персонаж товарищ Саахов из Кавказской пленницы – “э нет… тарапица не надо”.
Коробка DSG, как уже было сказано выше, управляется электроникой, и при наборе скорости компьютер почти мгновенно переключает передачи, экономя топливо, сохраняя динамику и сглаживая рывки, потому что сразу после включения, например, четвертой передачи он готов включить пятую. А если Вы в процессе разгона решили притормозить, а такое в пробках и на трассе бывает часто? А система управления об этом не знала и готовилась включить передачу выше? Ей нужно гораздо больше времени для отключения более высокой передачи и подготовки к включении более низкой передачи.
Не всегда удается обеспечить и низкие потери энергии. Проблема в том, что сухие сцепления (такие же, как и у ручных коробок) в DSG трансмиссиях могут перегреваться, поэтому в моделях, рассчитанных на мощные моторы, вместо них применяются пакеты фрикционов, работающие в масле. Они лучше держат нагрузки, но из-за большего проскальзывания и гидродинамических потерь эффективность передачи мощности снижается до 96%, в то время как ручные коробки и их роботизированные версии достигают величины в 98-99%. Впрочем, это, конечно, лучше обычного “автомата” с его 91-94%. Разработчики заявляют, что коробка DSG экономит до 10% топлива. Ой, как я сомневаюсь. Несколько процентов – да, и это безусловно радует.
Неоспоримым минусом является стоимость коробки и огромные проблемы с ремонтопригодностью.
Так почему же коробки передач DSG стали так популярны? Ведь по каждому из параметров обязательно находится какой-то более подходящий тип трансмиссии. А секрет заключается в том, что, не являясь лидером в отдельных номинациях, эти коробки, тем не менее, совместили в себе удачный набор характеристик: достаточно эффективные, относительно недорогие, вполне комфортные и довольно быстрые. Золотая середина.
Катайтесь на машинах с коробками DSG и получайте от этого удовольствие.
Почему коробки передач с двойным сцеплением лучше, чем обычные автоматические
Когда дело доходит до автомобилей, многие люди отдают предпочтение трансмиссии, и на то есть веские причины. Современные автомобили оснащены механической или автоматической коробкой передач, рассчитанной на разных водителей.
С развитием автомобильных технологий появились коробки передач с двойным сцеплением, которые кардинально отличаются от традиционных автоматических коробок передач. От системы PDK от Porsche до DSG от VW/Audi ясно, что коробки передач с двойным сцеплением лучше, но почему?
Что такое DCT?
Image By: YouTubeDCT означает трансмиссию с двойным сцеплением, что также характерно для ее конструкции. Традиционные автоматические трансмиссии используют гидротрансформаторы и наборы передач для работы, тогда как DCT используют два сцепления вместо одного. Из-за этого они широко известны как автоматические механические коробки передач (АМТ).
Система с двумя сцеплениями в трансмиссии DCT — это то, что действительно отличает ее от традиционной автоматической трансмиссии. DCT не включаются сами по себе, как трансмиссии с гидротрансформатором, заставляя автомобиль катиться назад на холмах, как механическая коробка передач. В отличие от механических коробок передач, DCT обладают безупречными способностями к переключению передач с точки зрения синхронизации и согласованности.
Это заслуга системы с двумя сцеплениями, отвечающей за четные и нечетные передачи. Кроме того, как и блоки управления двигателем (ECU), трансмиссии DCT можно настраивать для повышения их производительности, обеспечивая водителю более быстрое и плавное переключение передач. Поскольку водителю в среднем требуется 0,2 секунды для переключения на повышенную передачу, экономия каждой секунды имеет значение в сценариях повышения производительности.
Различия между DSG, DCT и PDK
Производители автомобилей часто злорадствуют по поводу того, что их новейшие автомобили предлагают DCT, DSG или PDK. На неискушенный взгляд это может показаться дополнительным маркетингом, хотя это далеко не так. Это все варианты трансмиссий с двойным сцеплением, которые, как правило, зависят от производителя и предназначены для автомобилей с их характеристиками.
DCT — это аббревиатура от трансмиссии с двойным сцеплением, которая обычно используется в автомобилях BMW. DSG — это аббревиатура от коробки передач с прямым переключением, часто используемой в автомобилях VAG, таких как Volkswagen и Audi.
Наконец, PDK расшифровывается как Porsche Doppel Kupplungs, что переводится как трансмиссия Porsche с двойным сцеплением. Все эти секвентальные коробки передач имеют мокрое и сухое сцепление, которые помогают им переключаться так быстро, как они это делают.
Плюсы и минусы DCT
Изображение: BMW M / YouTubeКак и большинство автомобильных функций, у каждого добавленного компонента есть свои плюсы и минусы. Вот некоторые особенности и недостатки коробки передач с двойным сцеплением.
Pros
Одно из лучших преимуществ этих автоматизированных механических коробок передач — безумно быстрое переключение передач. Благодаря конструкции с двойным сцеплением следующая передача всегда находится на палубе, что приводит к более быстрому и быстрому переключению передач, чем в любой механической коробке передач. Безупречное переключение передач никогда не решает проблему отсутствия передачи. Это имеет решающее значение в сценариях производительности, когда вам нужно постоянно использовать каждую унцию лошадиных сил на земле.
Поскольку коробки передач с двойным сцеплением ориентированы на производительность, многие люди часто упускают из виду при покупке таких коробок передач большой пробег. Поскольку эти коробки передач очень эффективны, они обеспечивают отличные характеристики на трассе и вне ее.
Минусы
Недостатков последовательной передачи немного, хотя некоторые из них существуют. Поскольку эти трансмиссии так много могут предложить, они, очевидно, требуют большего обслуживания, чем традиционные автоматические коробки передач. Обслуживание ATF является обязательным для этих коробок передач, поскольку они очень чувствительны и зависят от гидравлики для правильной работы, хотя с помощью приложений обслуживание не так уж плохо.
Пакеты сцепления могут изнашиваться, как и традиционные механические трансмиссии, хотя процесс их ремонта намного сложнее, чем аналогичный. Из-за этого эти типы трансмиссий управляются иначе, чем с гидротрансформаторами. Откат назад на холмах и переключение на нейтраль — все это следует учитывать при покупке автомобиля, оснащенного такими коробками передач.
DCT: быстрое и эффективное переключение передач
Автоматизированные механические коробки передач могут не только быстро переключаться. Поскольку эти коробки передач очень эффективны, они дают вам больше миль на галлоне по шоссе, экономя при этом миллисекунды на переключениях. В то время как вы теряете опыт вождения, производительность трансмиссии с двойным сцеплением пытается компенсировать это, хотя в конечном итоге это решает водитель.
Объяснение Honda DCT | Honda Engine Room
Интервью с главным инженером трансмиссии с двойным сцеплением г-ном Даем Араи
Дай Араи присоединился к Honda в 1999 году и в течение десяти лет был движущей силой уникальной трансмиссии Honda с двойным сцеплением.
Эти вопросы и ответы дают представление о его прошлом, его жизни в мотоциклах и Honda, а также о проблемах, с которыми пришлось столкнуться в течение десятилетия при разработке DCT для мотоциклов.
Десять лет с DCT…
Каково происхождение DCT? До того, как я начал работать в Honda, были и другие автоматические коробки передач, такие как коробка передач «Hondamatic» в 1970-х годов, в которых использовался гидротрансформатор, и безопасная для человека трансмиссия на DN01.
Итак, до появления VFR1200F с первым DCT идея создания автоматической коробки передач витала в воздухе уже много лет.
Большая разница с DCT заключается в том, что она требует гораздо меньших потерь, чем предыдущие системы, поэтому она дает гораздо более непосредственное и спортивное ощущение.
Какую задачу было труднее всего решить?Разработка самого первого DCT для VFR1200F была настоящей борьбой.
Никто никогда не делал этого раньше, поэтому это было так сложно как с аппаратной, так и с программной точки зрения. Это был действительно первый раз, когда инженеры по трансмиссии привлекались к электронному управлению.
С аппаратным обеспечением нам пришлось разработать корпус коленчатого вала, который можно было бы использовать как для двигателей DCT, так и для двигателей с механической коробкой передач, чтобы мы могли подготовить варианты MT и DCT на одной раме. Поэтому мы использовали два главных вала, один внутри другого, чтобы сделать корпус компактным.
Придать этому маленькому корпусу необходимую прочность и долговечность было большой проблемой.
Также возникла проблема снижения шума при переключении передач. Поскольку сам механизм переключения передач такой же, как у велосипеда с ручным управлением, DCT издает точно такой же «предзацепляющий» шум от зубчатых кулачков, как и при ручном переключении. Для некоторых райдеров этот звук переключения передач в автоматических режимах без обычного «ручного» переключения передач может показаться странным, поэтому уменьшить этот звук было большой дополнительной проблемой.
С точки зрения программного обеспечения, программирование графиков переключения передач для этой новой технологии было настоящей проблемой. Никто не пытался создать такую систему, а на то, чтобы придумать правильные программы для графиков смен, уходят тысячи часов.
Как вы думаете, что было самым большим улучшением за десятилетие DCT? Невозможно выделить одно конкретное изменение как наиболее важное.
Это связано с тем, что система последовательно развивалась в течение десятилетия, вносились различные изменения, которые не только улучшали саму DCT, но и заставляли ее все больше и больше проявлять различные ходовые качества, необходимые для каждой отдельной модели.
Одним из первых больших шагов был автоматический возврат в автоматический режим, если вы использовали ручные триггеры в качестве блокировки для выбора передачи. Требуется много программирования, чтобы сделать возврат к автоматическому режиму как можно более интуитивным, потому что вы должны рассчитать ситуацию вождения и, следовательно, намерение водителя — было ли это переключение на более низкую передачу при входе в крутой поворот, переключение на более низкую передачу для обгона на прямой дороге и т. д. Это не просто вопрос возврата системы в автоматический режим через определенное количество секунд.
Позже мы усовершенствовали способ, при котором дроссельная заслонка «пикает» при переключении на пониженную передачу, чтобы точно соответствовать оборотам и сделать эти переключения по-настоящему плавными.
Эти изменения включали большую синхронизацию с элементами управления впрыском топлива PGM-FI.
Мы также представили «Адаптивный контроль возможностей сцепления», который использует электронное управление системы DCT для небольшого «пробуксовывания» сцепления при первоначальном изменении положения дроссельной заслонки с полностью закрытого или полностью открытого положения. Это действительно помогло сгладить поведение мотоцикла.
С другой стороны, переключатель «G», представленный на модели CRF1000L Africa Twin, а затем и на X-ADV, уменьшает величину проскальзывания сцепления, чтобы дать более точное ощущение сцепления с задними колесами. Особенно на бездорожье это может позволить гонщикам совершать контролируемые скольжения.
Мы также связали систему с режимами езды благодаря технологии Throttle by Wire на Gold Wing, которая также помогает сократить время переключения.
А на последнем CRF1100L Africa Twin связь с IMU действительно помогает уточнить синхронизацию переключения передач в поворотах, поскольку IMU дает исчерпывающую информацию об угле наклона.
Итак, система постоянно развивалась и будет продолжать развиваться. Это одно из его больших преимуществ — его можно постоянно улучшать.
Как бы вы лично описали преимущества DCT?Самое важное для меня — это то, сколько мозговой «полосы пропускания» высвобождается для того, чтобы использовать его для того, что больше всего нравится в езде — поворотах, поиске правильных траекторий, расчете времени торможения и ускорения.
Другое дело, что это просто и прямолинейно. «Легко» означает отсутствие необходимости использовать сцепление в медленном потоке, отсутствие шансов заглохнуть, отсутствие ударов по шлему пассажиром. «Прямое» — это скорость переключения передач, возможность использовать триггеры и, как я уже упоминал, возможность сосредоточиться исключительно на езде.
Что бы вы хотели видеть в качестве следующего приложения для DCT? Лично я хотел бы видеть DCT на нашем мотоцикле для ралли Дакар. Такая езда, когда возможна усталость и важна концентрация, означает, что система имеет большое преимущество.