Щоб зрозуміти, як працює напівавтоматична коробка передач, нам доведеться згадати конструкцію звичайної механічної коробки передач. Основу класичної МКПП складають два вали — первинний (ведучий) і вторинний (ведучий). Крутний момент від двигуна передається на первинний вал через зубчасту муфту. Перетворений крутний момент передається на ведучі колеса від вторинного вала. І первинний, і вторинний вали оснащені попарно зачепленими шестернями. Але на первинному шестерні закріплені жорстко, а на вторинному обертаються вільно. У «нейтральному» положенні всі вторинні шестерні вільно обертаються на валу, тобто крутний момент на колеса не передається.
Перед тим, як включити передачу, водій натискає на зчеплення, від’єднуючи первинний вал від двигуна. Потім за допомогою важеля коробки передач через систему тяги на вторинному валу переміщаються спеціальні пристрої — синхронізатори. При підключенні муфта синхронізатора жорстко фіксує на валу вторинну передачу необхідної передачі. Після включення муфти крутний момент із заданим коефіцієнтом починає передаватися на вторинний вал, а від нього на головну передачу і колеса. Щоб зменшити загальну довжину коробки, вторинний вал часто ділять на два, розподіляючи між ними ведені шестерні.
Принцип роботи напівавтоматичних коробок передач абсолютно однаковий. Єдина відмінність полягає в тому, що сервоприводи займаються замиканням/розмиканням зчеплення і вибором передач. Найчастіше це кроковий електродвигун з редуктором і сервоприводом. Але бувають і гідроприводи.
Керує виконавчими механізмами електронний блок. За командою на перемикання перший сервопривод тисне на зчеплення, другий перемикає синхронізатори, перемикаючи потрібну передачу. Потім перший повільно відпускає зчеплення. Таким чином, педаль зчеплення в салоні більше не потрібна — при отриманні команди електроніка все зробить сама. В автоматичному режимі команда на перемикання передач надходить від комп’ютера, який враховує швидкість, обороти двигуна, дані ESP, ABS та інших систем. А в ручному режимі водій дає команду на перемикання за допомогою селектора коробки передач або пелюсткових перемикачів.
Проблема напівавтоматичної коробки передач – відсутність зворотного зв’язку зчеплення. Людина відчуває момент закриття дисків і може швидко і плавно перемикати швидкість. І електроніка має бути обережною: щоб уникнути ривків і зберегти зчеплення, напівавтоматична трансмісія надовго розриває подачу потужності від двигуна до коліс під час зміни. Під час розгону з’являються незручні провали. Єдиний спосіб досягти комфорту при перемиканні – скоротити його час. А це, на жаль, означає подорожчання всього агрегату.
DCT (коробка передач з подвійним зчепленням), що з’явилася на початку 80-х, була революційним рішенням. Розглянемо його роботу на прикладі 6-ступінчастої коробки DSG концерну Volkswagen. Коробка передач має два вторинних вала з розташованими на них веденими шестернями і синхронізаторами – як у шестиступінчастої механічної коробки передач Golf. Фішка в тому, що первинних валів теж два: вони вставляються один в одного за принципом матрьошки. Кожен з валів з’єднаний з двигуном через окрему багатодискове зчеплення. Шестерні другої, четвертої і шостої передач закріплені на зовнішньому первинному валу, першої, третьої, п’ятої і заднього ходу – на внутрішньому. Припустимо, автомобіль починає прискорюватися з місця. Фактична перша передача (муфта блокує ведену передачу першої швидкості). Перше зчеплення закрите, і крутний момент передається на колеса через внутрішній первинний вал. ходімо! Але одночасно з включенням першої швидкості розумна електроніка передбачає наступне включення другої – і блокує її вторинну передачу. Тому такі коробки ще називають преселективними. Таким чином, актуальні відразу дві передачі, але заїдання немає – ведуча шестерня другої швидкості знаходиться на зовнішньому валу, муфта якого ще розімкнена.
Коли автомобіль достатньо розганяється і комп’ютер вирішує перейти вгору, перше зчеплення відкривається, а друге одночасно замикається. Крутний момент тепер проходить через зовнішній первинний вал і пару другої передачі. Третя передача вже обрана на внутрішньому валу. При уповільненні ті ж операції відбуваються в зворотному порядку. Перехід відбувається практично без розриву потоку потужності і з фантастичною швидкістю. Серійна коробка Golf перемикається за вісім мілісекунд. Порівняйте зі 150 мс на Ferrari Enzo!
Коробки з подвійним зчепленням ефективніші та швидші традиційних механічних, а також зручніші автоматичних. Головний їх недолік – висока ціна. Друга проблема, нездатність передавати високий крутний момент, була вирішена з появою Рікардо DSG на 1000-сильному купе Bugatti Veyron. Але поки що доля більшості суперкарів – напівавтоматичні трансмісії. Хоча, наприклад, коробка Ferrari 599 GTB Fiorano не зрівняється з Opel Easytronic: час перемикання суперробота обчислюється десятками мілісекунд.
Коробки DCT сьогодні є не тільки у Volkswagen, а й у BMW, Ford, Mitsubishi і FIAT. Преселективні коробки визнали навіть інженери Porsche, які використовують у своїх автомобілях лише перевірені технології. Аналітики прогнозують, що в майбутньому DCT і CVT будуть найпоширенішими трансмісіями. І дні третьої педалі, схоже, пораховані — незабаром вона зникне навіть з найкращих спорткарів. Людство вибирає те, що зручніше.
Це переклад. Оригінал можна прочитати тут: https://www.drive.ru/technic/4efb332e00f11713001e3f50.html
Published November 18, 2021 • 8m to read
