Двухдисковые сцепления — устройство и схема

Двухдисковым называется сцепление, в котором для передачи крутящего момента применяются два ведомых диска.

Двухдисковое сцепление при сравнительно небольших размерах позволяет передавать крутящий момент большой величины. Поэтому двухдисковые сцепления применяются на грузовых автомобилях большой грузоподъемности и автобусах большой вместимости.

Устройство

В двухдисковом сцеплении (схема 1) ведущими деталями являются маховик 13 двигателя, кожух 7, нажимной диск 8 и ведущий диск 11, ведомыми – ведомые диски 9 и 12, деталями включения – пружины 6, деталями выключения – рычаги 4 и муфта выключения 5 с выжимным подшипником.

Схема 1 – Двухдисковое фрикционное сцепление

1, 6 – пружины; 2 – болт; 3, 10 – пальцы; 4 – рычаг; 5 – муфта; 7 – кожух; 8 – нажимной диск; 9, 12 – ведомые диски; 11 – ведущий диск; 13 – маховик

Кожух 7 прикреплен к маховику 13 и связан с нажимным 8 и ведущим 11 дисками направляющими пальцами 10, которые входят в пазы дисков. Вследствие этого нажимной и ведущий диски могут свободно перемещаться в осевом направлении и передавать крутящий момент от маховика на ведомые диски, установленные на шлицах первичного вала коробки передач.

Принцип работы

При включенном сцеплении пружины 6 действуют на нажимной диск, зажимая между ним и маховиком двигателя ведущий и ведомые диски.

При выключении сцепления муфта 5 давит на рычаги 4, которые через оттяжные пальцы 3 отводят нажимной диск от маховика двигателя. При этом между маховиком, ведомыми, ведущими и нажимным дисками создаются необходимые зазоры, чему способствуют отжимные пружины 1 и регулировочные болты 2.

В двухдисковых сцеплениях сжатие ведущих и ведомых деталей может производится несколькими цилиндрическими пружинами, равномерно расположенными в один или два ряда по периферии нажимного диска. Сжатие также может осуществляться одной центральной конической пружиной.

Привод

Двухдисковые сцепления могут иметь механические и гидравлические приводы. Для облегчения управлением двухдисковым сцеплением в приводе устанавливаются пневматические усилители, значительно снижающие максимальное усилие выключения сцепления.

Двухдисковые сцепления по конструкции сложнее однодисковых и имеют большую массу.

Двухдисковое сцепление — грамотно передаем крутящий момент

Победа в гонке не всегда зависит от того, насколько у вас мощный двигатель, насколько вы удачливы или умелые, ловкие или смелые. Победа в спортивном соревновании или светофорной гонке всецело подчинена единству и гармонии гонщика с его автомобилем. Ни один узел или агрегат не сможет нормально функционировать, если плоды его усилий сводятся на нет другим узлом. Например, вы можете иметь сумасшедший двигатель, но результат будет слабый, если коробка медленная или охлаждение будет никудышное.

Описывать, что такое сцепление и зачем оно необходимо не буду. Скажу только, что сцепление бывает разным: сухим, мокрым, однодисковым, двухдисковым и многодисковым и тд. Все зависит от автомобиля, на который оно ставится и задач, которые выполняет данный автомобиль.

Большинство современных автомобилей оснащены фрикционным (сухим) однодисковым сцеплением и его им вполне достаточно. Грузовики и специальная техника оснащены двухдисковым, но такой вид сцепления устанавливают и на спортивные авто. Объясню. Подобный вид сцепления предназначен для мощных моторов, крутящий момент, которых способен нанести вред обычному сцеплению и всей трансмиссии.

Принцип действия двухдискового сцепления

Устройство двухдискового сцепления

• Два ведомых диска;
• Рычаги и вилки рычагов;
• Выжимной подшипник и выжимные пружины;
• Нажимной и промежуточные диски;
• Кожух и нажимные пружины.

При нажатии на педаль сцепления мы приводим в действие, как и в случае с однодисковым, выжимной подшипник, который, в свою очередь, давит на выжимные рычаги и оттягивает на себя нажимной диск. Диск отжат от ведомого (первого) и отжимные пружины получаются отпущены. Эти пружины отпускают промежуточный ведущий диск, который отходит за счет пружин второго фрикционного диска. Ход движения второго идентичный первому и имеет такой же шаг. Таким образом происходит двойной выжим одним движением. Аналогичным образом происходит обратное движение при котором происходит последовательное соединение дисков. Двухдисковое сцепление своего рода усиленный вариант однодискового с распределенным усилием и нагрузкой равномерно. Равномерность взаимодействия, ресурс и усилие отличает эти два вида сухого сцепления.

Двухдисковое сцепление на спортивных авто

Существует одна особенность. Из-за легкого веса тюнингованный спортивный маховик успевает замедляться и при медленном переключении машина кивает, как в случае с забитыми песком форсунками. Во избежание кивков, необходимо быстро переключать передачи и поездка от этого получается дерганной. Но ведь мы не на прогулку собираемся. В совокупности всех факторов и переработанных узлов комфортной ездой на заряженном автомобиле назвать нельзя.

Также стоит обратить внимание на то, что благодаря облегченному маховику на холостых оборотах и при разгоне до в диапазоне до 1500 оборотов возникает посторонние шумы и потрескивания. Это тарахтит трансмиссия, но этого не стоит опасаться, все в порядке. Даже на драг и дрифт корчах такое присутствует и пропадает при разгоне свыше 1500 об.

Эффект от двухдискового сцепления

Балансировка маховика и сцепления

Прежде всего необходимо отбалансировать маховик, потом сцепление, потом в сборе. Проще всего отвезти в специализированные мастерские и получить пригодные детали для установки. Однако, вполне можно справится с этим в домашних условиях. Для этого необходимо разместить маховик в свободном вывешивании, чтобы определить место дисбаланса. Это просто, когда маховик свободно висит, то самая тяжелая его часть оказывается снизу. Далее устраняем лишний металл с помощью высверливания. Таким же образом проверяем дисбаланс в сборе и уже разницу исправляем дополнительными грузами. Конечно, гаражная балансировка не панацея от всех бед, но это гораздо лучше, что ее отсутствие. А с учетом, более жесткого спортивного сцепления и мощного двигателя это особенно актуально.

Почему «роботы» с двумя сцеплениями скоро вытеснят все остальные коробки

Как устроена новая коробка Kia

DCT расшифровывается как Dual Clutch Transmission, то есть трансмиссия с двумя сцеплениями. Это первая многодисковая коробка — собственная разработка компании Kia Motors из Центра Исследований и Разработок в Намьянге.

Как вы уже могли догадаться, DCT — это в определенном смысле аналог знаменитой коробки DSG от Volkswagen, которая сначала радовала покупателей резвостью и экономичностью, потом досаждала поломками в своем 7-ступенчатом исполнении, а к 2014 году наконец лишилась явных конструктивных дефектов после доброго десятка доработок.

Для непосвященных кратко объясним, что DCT — это «робот», то есть конструктивно — механическая коробка с блоком управления и актуаторами, которые вместо водителя переключают передачи. А что такое «два сцепления»? Если вкратце, то, вообще-то, сцепление одно. Просто ведомых дисков у него два — один передает крутящий момент на нечетный ряд передач (1-3-5-7 и т.д.), второй — на четный (2-4-6 и т.д.).

Конструкция собрана таким образом, что диски сцепления сидят на одной оси, а их валы вложены один в другой. Второй вал длиннее первого и проходит насквозь. Каждый из них приводит в движение свой ряд шестерней: четный и нечетный. Между этими дисками находится ведущий диск — маховик, который вращает двигатель.

Включение и выключение дисков сцепления электромеханическое, что ускоряет процесс переключения. Но основная экономия времени при выборе передачи — в так называемом преселективном режиме работы АКПП. Если грубо, то пока включена, допустим, первая передача на нечетном ряду, на четном уже подготовлена к включению вторая — когда это будет необходимо, останется только отсоединить от маховика один диск сцепления и присоединить другой.

Электронный блок управления коробкой предугадывает динамику движения — разгон или торможение, заранее замыкая привод следующей зубчатой пары. Как на передачу вверх, так и вниз. Два процесса, отсоединение одного диска и присоединение другого, происходят одновременно.

Как вы понимаете, конструкция невероятно сложная. Незначительные отклонения в работе коробки на доли секунды и на доли миллиметра быстро приводят к ускоренному износу дисков и нестабильной работе с толчками при движении и т.п. Собственно, сложностями настройки электроники во многом и обусловлены проблемы с фольксвагеновской коробкой DSG.

В целом схема позволяет сократить время на переключение передач до 100-200 миллисекунд, обеспечить ровную тягу при разгоне и снизить расход топлива, экономя до 10%. В случае с Kia заявленная экономия — 5-7%.

История преселективных коробок

Сама по себе идея использования мультидискового сцепления была запатентована французским инженером Адольфом Кегрессом еще в 1935 году. Мсье Кегресс вообще был большим талантом и, помимо патента на то, что в будущем стало DCT, еще сделал первый внедорожник — гусеничный Руссо-Балт, о котором мы когда-нибудь расскажем. Но не будем отвлекаться. Из-за отсутствия технологических возможностей идея коробки с двумя сцеплениями осталась на бумаге.

В 80-х годах инженеры Porsche воплотили задумку в железе и использовали передовую разработку в кольцевых автогонках. Однако значительные габариты, большой вес и низкая надежность оставили коробку на уровне прототипа, и за гоночный трек она не вышла. Подобные попытки предпринимали и раллийные команды Peugeot и Audi, но закончилось все тем же — от использования отказались.

С середины 90-х VW начинает разработку своей версии мультидисковой АКПП под аббревиатурой DSG (Direct Speed Gearbox). Результатом стала серийная коробка, которая с 2003 года устанавливалась на Golf Mk4 R32. Опыт оказался настолько успешным, что им заинтересовались другие автопроизводители, а VW совершенствует эту коробку и по сей день, устанавливая ее практически на все свои серийные автомобили.

На данном этапе такие коробки делятся на два типа — сухие и мокрые. С сухими все понятно по определению. Диски работают, как в обычной механической коробке, на сухом трении. В мокрых диски сцепления погружены в масляную ванну. Сделано это для охлаждения при нагрузке свыше 350 ньютонов на метр. Мокрые «роботы» работают с «моментными» дизелями и высокофорсированными бензиновыми двигателями.

Расскажем о нескольких типичных представителях семейства преселективов.

Audi S-Tronic

Изначально S-tronic разрабатывался под высокие нагрузки: предельные значения 550 Н*м, 9 000 об/мин. Конструкторам пришлось обеспечить два контура смазки. Один отвечает за работу управляющей гидравлики и сцепления, другой обеспечивает смазку шестерней КПП. Причем масло используется разное. Так как плотность гидротрансформаторного масла может меняться при различной температуре, при агрессивных режимах работы масляная помпа имеет дополнительный вакуумный усилитель, способный поднять давление на непродолжительное время.

Другая особенность в том, что выходной вал передает вращение на межосевой дифференциал, расположенный прямо в корпусе самой АКПП. В зависимости от настроек дифференциал может передавать на заднюю ось от 35% до 85% крутящего момента (60% по умолчанию).

Данная коробка может работать как в полностью автоматическом режиме, так и в ручном с использованием подрулевых переключателей вверх/вниз (+/-).

КПП с двойным сцеплением — что это? Плюсы и минусы двойного сцепления

Здравствуйте, рад приветствовать вас на сайте Вопрос Авто! Сегодняшняя статья будет продолжением цикла статей о трансмиссии. В ней я расскажу, что такое КПП с двойным сцеплением, как это работает, а также о плюсах и минусах двойного сцепления. Поехали!

Еще совсем недавно автоматическая коробка переключения передач (АКПП) воспринималась как ноу-хау, у которого нет будущего, как очередное бесполезное изобретение «для ленивых». И если на западе опасения сменило доверие и признание, то у нас этот процесс затянулся, и даже сегодня в Интернете можно встретить «старовера», который расскажет множество «страшилок» об «автомате», которое повергнет в ужас даже самых невозмутимых автомобилистов. К счастью есть и те, кто не стал слушать глупые «басни», рискнул и на собственном опыте испытал все прелести автоматической коробки передач.

Время шло, прогресс диктовал новые технические требования, и то, что еще недавно казалось совершенным, сегодня не выдерживает никакой критики. Так случилось и с АКПП, со временем классическая автоматика стала конкурировать с более совершенными трансмиссиями, среди которых вариатор, а также автомат с двойным сцеплением. Кстати, кому интересно о том, что лучше вариатор или «автомат» — читаем эту статью.

Двойное сцепление после своего появления, как и автоматическая трансмиссия, подвергалась критике скептиков, а некоторые просто не знали о том, что это и «с чем его едят», возможно поэтому и боялись покупать авто с такой коробкой. Сегодня это изобретение имеет миллионы поклонников и может похвастаться прекрасными характеристиками, хотя, как и всегда есть те, кто до сих пор не понимает, что такое КПП с двойным сцеплением и в чем ее отличие от обычного «автомата».

Главным отличием автоматической трансмиссии с двойным сцеплением от обычного автомата является плавность хода, которую может обеспечить разве, что вариатор.

История появления двойного сцепления

Коробка с двойным сцеплением, как и много других изобретений, пришла из спорта, точнее с гоночных треков. Первая попытка создать КПП с двойным сцеплением принадлежит французу Адольфу Кегрессу. Еще в далеком 1939 году всемирно известный конструктор пытался применить свою разработку на легендарном Citroen Traction. Но, к сожалению, ноу-хау так и осталось «бумажным проектом», так и не дойдя до конвейера. Позже, в 80-ых годах 19-го века инженерам Porsche все же удалось создать коробку переключения, способную переключать передачи под нагрузкой, не сбрасывая при этом газа. В гонках данное изобретение имело невероятный успех, т. к. даже доли секунд, которые теряются при сбрасывании скорости во время переключения передач, могут решить исход заезда. Проще говоря, турбомоторы переключались на повышенные передачи, не меняя давление в турбине без потерь крутящего момента.

Устройство КПП с двойным сцеплением

В основе этой коробки лежит двойной вал, которого в «механике» нет. В обычной МКПП все шестерни крепятся на одном валу, в то время как в коробке с двойным сцеплением первое сцепление передает крутящий момент на внешний вал, а второе – на внутренний. В итоге, первый отвечает за четные, а второй за нечетные передачи. Другими словами выходит, что в одном корпусе находится словно две коробки передач, при этом они работают попеременно. Функция управления трансмиссией возложена на автоматику и гидравлику. В обычном «автомате» гидротрансформатора нет.

Наиболее успешной среди коробок с двойным сцеплением является DSG (Direct Shift Gearbox — КПП с синхронизированным переключением), построена по «сухому» принципу (детали не погружены смазочно-охлаждающей жидкости). Есть правда и «мокрые» КПП с двойным сцеплением, они являются противоположностью более успешным «сухим собратьям» DSG.

Как работает система двойного сцепления?

Принцип работы двойного сцепления построен на «предугадывании» или предварительной подготовке следующей передачи, то есть когда вы тронулись на первой, коробка уже начала готовить «вторую» передачу. Переключение происходит мгновенно, когда происходит переключение передачи, первое сцепление размыкается, а второе сцепление при этом смыкается. Автоматика следит за педалью «газа» и предполагает, что происходит разгон, соответственно готовит следующую передачу. Вообще автоматика следит не только за педалью «газа», кроме акселератора учитывается: скорость вращения трансмиссионных валов; скорость вращения колес, а также положение рычага коробки передач. В итоге переключение происходит молниеносно, за счет того, что сцепления остаются замкнутыми лишь на считанные доли секунд, а мотор продолжает оставаться соединенным с ведущими колесами, не теряя при этом крутящий момент.

КПП с двойным сцеплением часто называют «полуавтоматом», поскольку по своей сути это механика, лишенная одной педали — педали сцепления. Переключать передачи может как автоматика, так и водитель, используя селектор (рычаг переключения передач), или при помощи специальных подрулевых лепестков.

Плюсы коробки с двойным сцеплением:

• Плавное переключение скоростей без каких-либо рывков;
• Экономичность. По сравнению с обычной автоматической «пятиступкой», трансмиссия с двумя сцеплениями кушает на 10% меньше топлива;
• Прекрасная динамика, благодаря мгновенному переключению без потери мощности и крутящего момента;
• Возможность самостоятельного переключения скоростей без участия автоматики;
• КПП с двойным сцеплением идеально сочетается с мощными 200-сильными двигателями и более.

Минусы коробки с двойным сцеплением

• Главным недостатком двойного сцепления считается сложность конструкции и всех элементов, которые входят в состав коробки, в результате чего стоимость обслуживания и ремонтных работ КПП такого типа довольно высокая;
• Ввиду сложности конструкции и относительно недавнему появлению, существуют определенные сложности с поиском качественного сервисного, а также ремонтного обслуживания;
• В случае динамичной езды на «сухой» DSG могут наблюдаться рывки, посторонние шумы и провалы.

Лидером на рынке коробок с двойным сцеплением считается концерн Volkswagen. Их агрегаты еще 13 лет назад доказали свою надежность и безотказность. Еще в 2003 году автомобили Volkswagen комплектовались «шестиступками» DSG с двойным сцеплением. Спустя несколько лет появились еще более совершенные 8-ступенчатые КПП DSG с двойным сцеплением.

Коробка передач с двойным сцеплением — своего рода компромисс, объединяющий в себе плюсы МКПП (скорость переключения, экономичность) и АКПП (комфорт, плавное автоматическое переключение). Многие ведущие автопроизводители видят в DSG с двойным сцеплением будущее, делая эту коробку приоритетной, перед тем же вариатором и АКПП.

Покупая авто с коробкой, оснащенной двумя сцеплениями, необходимо учитывать тот факт, что эти КПП рассчитаны на 200-300 тыс. км. Поэтому если машина намотала больше указанного пробега, однако хозяин при этом клянется, что коробка и мотор работают как часы, советую все же отказаться от такой покупки. Неизвестно насколько еще хватит такой КПП, а ремонт, как я уже говорил, обойдется вам недешево. Что касается новых авто (до 5 лет) оснащенных коробкой с двойным сцеплением, их можно смело покупать и не бояться того, что DSG не оправдает себя.

Видео как работает коробка с двойным сцепелением на примере BMW

У меня все, спасибо за внимание. До новых встреч на сайте автомобильных советов Вопрос Авто.