Трансмиссия с двойным сцеплением

Материал из Циклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Файл:Dual clutch gearbox scheme.png
M — мотор
A — главный привод
B — двойное сцепление
С — приводной вал
D — вал КПП (внешний; чётные передачи)
Е — вал КПП (внутренний; нечётные передачи)
F — привод на колёса

Трансми́ссия с двойны́м сцепле́нием (DCT — от англ. dual clutch transmission), также известная как роботизи́рованная преселекти́вная коро́бка переключе́ния переда́ч[1] — тип многоступенчатой автомобильной трансмиссии, в которой используются два отдельных сцепления для чётных и нечётных передач[2].

В общем виде конструкцию можно описать как две механические коробки передач, совмещённые в едином корпусе и работающие под управлением автоматики[3][4]. Поскольку DCT может предварительно выбрать нечётную передачу, в то время как автомобиль движется на чётной (или наоборот), переключение между ступенями трансмиссии происходит без прерывания передачи крутящего момента на колёса[2][3][5]. Таким образом, DCT сочетает в себе преимущества МКПП (экономия топлива до 10 %) и гидротрансформаторного автомата (удобство эксплуатации, переключения без разрыва потока мощности)[6].

Первой серийной автоматической DCT стала трансмиссия Easidrive, разработанная для автомобиля Hillman Minx 1961 года. С 1970-х годов трансмиссия с двойным сцеплением использовалась на тракторах серии К-700 «Кировец» (электронный блок управления отсутствовал, управление коробкой осуществлялось в ручном режиме); в 1985 году DCT была установлена на гоночный автомобиль Porsche 962. Современные образцы трансмиссии с двойным сцеплением появились в 2000-е годы[7]. Первый массовый автомобиль с преселективной роботизированной КПП — Volkswagen Golf R32 — выпущен в 2003 году. В конце первого десятилетия XXI века DCT получили широкое распространение — и вытесняют с рынка классические автоматы[6].

Конструкция[править]

Принцип работы DCT существенно ближе к механической коробке передач, чем к гидротрансформаторному автомату[8]. Основной особенностью конструкции DCT является наличие двух валов (чаще всего вложенных один в другой), свободно вращающихся друг относительно друга: на внешнем валу расположены шестерни чётных передач, на внутреннем — нечётных передач и заднего хода[2][3][9]. Каждый вал соединён с маховиком двигателя через собственное электромеханическое сцепление (сцепления могут быть агрегированы в едином корпусе, но каждое из них всегда имеет собственный набор фрикционов), что позволяет коробке передач работать в преселективном режиме. Например, когда автомобиль разгоняется на второй передаче (при замкнутом сцеплении внешнего вала), третья передача (расположенная на внутреннем валу) уже полностью подготовлена к подключению: для этого достаточно отсоединить от двигателя один вал и подключить второй[8]. Так как переключение сцеплений происходит практически синхронно, время разрыва потока мощности от двигателя на колёса не превышает 200 миллисекунд[8].

В DCT используются пакеты сцеплений, а не гидродинамический трансформатор, применяемый в традиционных «автоматах»[2][8]. Сцепления DCT бывают «сухие» (своим устройством напоминающие таковые на МКПП) и «мокрые» (схожи с агрегатами, используемыми в большинстве мотоциклов)[10]. Преимущество «сухого» сцепления — компактность и высокий КПД, а «мокрого» — более эффективный отвод тепла. Поэтому на современных малолитражных автомобилях с крутящим моментом до 250 Н⋅м (Volkswagen Golf, Volkswagen Polo) используются «сухие» конструкции, а на более мощных — «мокрые»[11].

DCT в разрезе. За чёрной крышкой — концентрические пакеты сцепления.

Существует несколько вариантов расположения сцеплений в преселективной КПП:

  • В большинстве автомобильных DCT используются два концентрических пакета сцепления, размещённых на одной оси с маховиком двигателя[12], — при этом внешний пакет имеет бо́льший диаметр, чем внутренний.
  • В тракторных DCT (например, Fortschritt ZT 320) используется аналогичная схема — с той разницей, что сцепления расположены на одной оси последовательно (одно перед другим), а потому обладают одинаковым размером[13]. Такая конструкция применяется и в автомобилях — в частности, на этом принципе основана коробка Tremec TR-9070 DCT, используемая на Ford Mustang Shelby GT500 2020 года[14].
  • В другом варианте (например, в трансмиссии Volkswagen DQ200) два сцепления одинакового размера расположены параллельно на двух расположенных рядом (а не вложенных друг в друга) ведущих валах, которые приводятся в движение от коленвала через систему шестерней[11].

Специфика устройства DCT допускает использование более двух сцеплений. Например, гиперкар Koenigsegg Jesko оснащён 9-скоростной трансмиссией[15], в которой каждой передаче соответствует собственное сцепление.

История[править]

Концепция трансмиссии с двумя сцеплениями была придумана французским инженером Адольфом Кегрессом в 1939 году[16]. Трансмиссия предназначалась для использования в автомобиле Citroën Traction Avant, однако Кегрессу не хватило финансирования для создания действующей модели[16].

Первой серийной DCT стала Easidrive, разработанная в конце 1950-х гг. британскими компаниями Smiths Industries и Rootes. Эта трансмиссия с двумя электромагнитными сцеплениями предлагалась в качестве опции на автомобилях Hillman Minx (серии IIIC) и Singer (1961 года). Коробка управлялась аналоговой электроникой в автоматическом режиме, а переключение передач осуществлялось при помощи системы соленоидов[17][18]. Технологические решения, впервые реализованные в Easidrive, были весьма продвинутыми для своего времени, однако трансмиссия показала себя крайне капризной в эксплуатации.

В конце 1970-х годов Porsche приступила к разработке DCT для гоночного автомобиля — конструкторы искали способ устранить падение наддува при переключении передач на турбированном двигателе[19]. К 1983 году инженерам удалось создать достаточно компактный и надёжный электронный блок управления КПП — и прототип трансмиссии нового типа был установлен на опытном автомобиле Porsche 956 Le Mans[20][21]. Уже через два года Porsche Doppelkupplungsgetriebe (от нем. «коробка передач с двумя сцеплениями» — PDK) была установлена на гоночном болиде Porsche 962 °C Le Mans, принёсшем компании победу в чемпионате мира по гонкам на спорткарах[3][22]. Трансмиссия PDK была также использована на раллийном автомобиле Audi Sport Quattro S1 Group B 1985 года[23][24].

Первым серийным легковым автомобилем, в котором была применена система DCT, стал Volkswagen Golf R32 2003 года выпуска[3][7][11].

Компании-производители[править]

BorgWarner[править]

BorgWarner — один из пионеров рынка преселективных роботизированных коробок переключения. Компания создала первую серийную DCT современного типа, установленную на Volkswagen Golf R32[7][11][25], и многие другие КПП, используемые Volkswagen Group (на рынке известны под брендом DSG), а также изготовила трансмиссию для Nissan GT-R 2007 года, что стало первым примером установки DCT на автомобили с высоким крутящим моментом[26]. Компания специализируется на поставках трансмиссионных агрегатов в сборе, пакетов сцепления и мехатронных модулей управления[2][27][25].

Getrag[править]

Getrag начала производство DCT в 2008 году[28] и поставляет их для автомобилей BMW[29], Dacia[30], Dodge, Ferrari[31][32], Mercedes-Benz[33], Ford, Mitsubishi, Renault, Smart и Volvo[34]. «Визитная карточка» компании — 7-ступенчатая DCT Getrag 7DCL750, предназначенная для форсированных двигателей с крутящим моментом более 750 Н⋅м. Агрегат используется в среднемоторных спортивных автомобилях, таких как Ferrari 458 (2009 год), Mercedes-AMG GT (2014 год) и Ford GT (2017 год)[35].

LuK[править]

Компания LuK с 2008 года производит трансмиссии для Volkswagen Group, которые используются на автомобилях с относительно низким крутящим моментом[36].

Ricardo[править]

Ricardo разработала 7-ступенчатую DCT, установленную на Bugatti Veyron (2005—2015 годы) с 16-цилиндровым наддувным двигателем, развивающим крутящий момент 1250 Н⋅м[2][3][24][37].

Tremec[править]

Tremec поставляет 8-ступенчатую систему DCT для Chevrolet Corvette C8 (2020 год) и 7-ступенчатую DCT для Ford Mustang Shelby GT500 (2020 год)[38].

ZF Friedrichshafen[править]

Фирма производит 7-ступенчатую DCT для автомобилей марки Porsche[39][40][41][42][43].

Использование[править]

В легковых автомобилях[править]

После своего дебюта в 2003 году на Volkswagen Golf R32 6-ступенчатая DCT (код модели DQ250) с концентрическими сцеплениями «мокрого» типа стала использоваться в ряде моделей Volkswagen и Audi[3][11]. В 2008 году концерн Volkswagen начал производство DQ200 — 7-ступенчатой DCT с двумя «сухими» сцеплениями, расположенными параллельно[11]. Трансмиссии DCT применяются на автомобилях Alfa Romeo, Volkswagen, Audi, SEAT, Škoda и Bugatti, в основном под названием Direct-Shift Gearbox — за исключением Alfa Romeo (TCT), Audi (S-Tronic), а также Volkswagen и Škoda (DSG)[24][44][45].

Использование преселективных роботов в суперкарах началось в 2005 году с 7-ступенчатой DCT, установленной на Bugatti Veyron. Среди первых мощных автомобилей с данной системой трансмиссии — Nissan GT-R (2007 год)[46][47], Ferrari California (2008 год)[48] и Porsche 911 (2009 год)[49][50].

На Acura ILX 2016 года выпуска для устранения толчков и вздрагиваний при движении на низких скоростях в паре с 8-ступенчатой DCT используется гидротрансформатор.

В мотоциклах и грузовиках[править]

В 2009 году Honda выпустила VFR1200F — первый мотоцикл с DCT. Аналогичная КПП устанавливалась на модели Gold Wing (2018 год), Africa Twin, Rebel 1100 и NC750X (2020 год)[51].

Первым грузовиком с DCT стал Mitsubishi Fuso (2010 год)[52].

В тракторах[править]

С 1970-х годов трансмиссия с двойным сцеплением использовалась на тракторах серии К-700 «Кировец» (управление коробкой осуществлялось в ручном режиме). Аналогичная КПП устанавливалась на немецком тракторе Fortschritt ZT 300 с системой переключения передач под нагрузкой.

См. также[править]

Примечания[править]

  1. ↑ Как ездить на машине с «роботом»: 6 правил, о которых мало кто знает (12 марта 2020).
  2. ↑ 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 (September–October 2003) «Powertrain — transmissions: Shift in power to the gearbox». AMS (UnofficialBMW.com).
  3. ↑ 3,0 3,1 3,2 3,3 3,4 3,5 3,6 (June 2009) «Automatic-shifting dual-clutch transmissions are poised to grab share from traditional transmissions thanks to their combination of efficiency and convenience». AEI-online.org (DCTfacts.com).
  4. ↑ Porsche Doppelkupplung (PDK). Porsche.com. Проверено 31 октября 2009.
  5. ↑ Volkswagen AG (22 November 2002). Volkswagen DSG — World's first dual-clutch gearbox in a production car. Пресс-релиз.
  6. ↑ 6,0 6,1 Почему "роботы" с двумя сцеплениями скоро вытеснят все остальные коробки (27.02.2015). Проверено 23 ноября 2023.
  7. ↑ 7,0 7,1 7,2 Volkswagen AG (22 November 2002). Volkswagen DSG — World's first dual-clutch gearbox in a production car. Пресс-релиз.
  8. ↑ 8,0 8,1 8,2 8,3 Станислав Шустицкий Трансмиссии с двойным сцеплением: мифы и реальность (18.12.2018).
  9. ↑ Как работают автоматические коробки передач с двойным сцеплением.
  10. ↑ Wet-Clutch or Dry-Clutch?. DCTfacts.com. The Lubrizol Corporation. Проверено 30 октября 2009.
  11. ↑ 11,0 11,1 11,2 11,3 11,4 11,5 The 7-speed DSG — the intelligent automatic gearbox from Volkswagen. VolkswagenAG.com. Volkswagen AG (21 January 2008). Проверено 30 октября 2009.
  12. ↑ Two Clutches, No Waiting (en-us). Проверено 23 июля 2020.
  13. ↑ ZT300 doppelkupplung image. Проверено 25 июля 2020.
  14. ↑ TREMEC Introduces New 7-Speed Dual Clutch Transmission. Проверено 25 июля 2020.
  15. ↑ Vlad Radu A Look at Koenigsegg Jesko’s Light Speed Transmission and How it Works (26.10.2020).
  16. ↑ 16,0 16,1 How dual-clutch transmission works (англ.). Проверено 20 июля 2020.
  17. ↑ Easidrive. Проверено 20 июля 2020.
  18. ↑ A Useful Text-Book - The Motor Vehicle. Проверено 20 июля 2020.
  19. ↑ The PDK Transmission (en-us). Проверено 21 июля 2020.
  20. ↑ Shift This: A History of Porsche's Sportomatic, Tiptronic, and PDK Transmissions (10 December 2013). Проверено 21 июля 2020.
  21. ↑ Porsche 956 (англ.) (10 May 2010). Проверено 21 июля 2020.
  22. ↑ Here's What the Porsche PDK Gearbox Means (22 January 2018). Проверено 21 июля 2020.
  23. ↑ The Porsche Transmission. Lüfteknic.com. Проверено 28 октября 2009.
  24. ↑ 24,0 24,1 24,2 Dual clutches take the lead. Eureka Magazine. Findlay Media Ltd (13 March 2009). Проверено 31 октября 2009.
  25. ↑ 25,0 25,1 BorgWarner — Our History. BorgWarner.com. BorgWarner Inc.. Проверено 29 октября 2009.
  26. ↑ Sutton, Mike BorgWarner Refining DCT Technology. Wardsautoworld.com. Проверено 21 февраля 2010.
  27. ↑ Dual-Clutch technology voted Transmission of The Future at CTI Symposium. TheAutoChannel.com. Gordon Communications (11 March 2009). Проверено 9 ноября 2009.
  28. ↑ Lewin, Tony Getrag's dual-clutch transmissions to take off. Automotive News Europe. Crain Communications, Inc. (17 September 2007). Проверено 31 октября 2009.
  29. ↑ Robinson, Peter Getrag Jumps Into DCT Fray With High-Performance Applications. Subscribers.wardsauto.com (2008-07-28). Проверено 21 февраля 2010.
  30. ↑ http://www.autonews.com/apps/pbcs.dll/article?AID=/20091101/CUTAWAY01/910299984/1193# [недоступная ссылка]
  31. ↑ Pund, Daniel 2009 Ferrari California First Drive on Inside Line. Insideline.com (2008-11-06). Проверено 21 февраля 2010.
  32. ↑ 2010 Ferrari 458 Italia First Drive. Insideline.com (2009-11-10). Проверено 21 февраля 2010.
  33. ↑
  34. ↑ (no votes) Renault Megane CC dual clutch transmission. Eurocarblog.com. Проверено 21 февраля 2010.
  35. ↑ The Ford GT's Gearbox Is Shared With the AMG GT, Costs Twice as Much (9 November 2018). Проверено 25 июля 2020.
  36. ↑ LuK dual-dry-clutch 7-speed DSG gearbox in volume production at Volkswagen (Group). LuKclutch.com. Schaeffler Group USA Inc., BÜHL, GERMANY (13 February 2008). Проверено 27 октября 2009. [недоступная ссылка]
  37. ↑ Ricardo Extends DCT Production for Open-top Bugatti. DCTfacts.com. The Lubrizol Corporation (16 January 2009). Проверено 28 октября 2009.
  38. ↑ The Differences Between a DCT and a Traditional Automatic Transmission | TREMEC Blog: Get Connected (April 28, 2020).
  39. ↑ FEATURE: ZF's new 7DT 'Mood-Sensing' Dual-Clutch Transmissions. Just-Auto.com. CSM Worldwide (23 September 2009). Проверено 9 ноября 2009.
  40. ↑ ZF in the Porsche 911 Carrera: Porsche Carrera — Versatility with sports car genetics. ZF.com. ZF Friedrichshafen AG. Проверено 28 октября 2009.
  41. ↑ 7-Speed Dual Clutch Transmission (англ.). Проверено 3 марта 2023.
  42. ↑ Top 911 moves to industry-standard shift controls. DCTfacts.com. The Lubrizol Corporation (24 September 2009). Проверено 27 октября 2009.
  43. ↑ Porsche Joins the DCT Set. DCTfacts.com. The Lubrizol Corporation. Проверено 28 октября 2009.
  44. ↑ Dual-Clutch technology voted Transmission of The Future at CTI Symposium. TheAutoChannel.com. Gordon Communications (11 March 2009). Проверено 9 ноября 2009.
  45. ↑ «Volkswagen Service Training Manual 308 — 02E 6-speed DSG» 
  46. ↑ BorgWarner DCT for Nissan's GT-R. SAE.org. SAE International. Проверено 28 октября 2009.
  47. ↑ Aichi Kikai manufacturing history. AichiKikai.co.jp. Aichi Machine Industry Co., Ltd. Проверено 7 июля 2010.
  48. ↑ Ferrari chooses DCT for its latest supercar. DCTfacts.com. The Lubrizol Corporation. Проверено 30 октября 2009.
  49. ↑ Porsche Cars Great Britain Ltd. / Dr. Ing. h.c. F. Porsche AG (6 June 2008). New Porsche 911 with Direct Fuel Injection and Double-Clutch Gearbox. Пресс-релиз.
  50. ↑ Porsche Doppelkupplung (PDK) — 911 Carrera & 911 Targa 4 Models. Porsche.com. Dr. Ing. h.c. F. Porsche AG. Проверено 31 октября 2009.
  51. ↑ Atlas, Steve 2010 Honda VFR1200F First Look. Motorcycle USA (8 October 2009). Проверено 31 октября 2009.
  52. ↑ First double-clutch transmission in a truck.
Ruwiki logo.png Одним из источников этой статьи является статья в википроекте «Рувики» («Багопедия», «ruwiki.ru») под названием «Трансмиссия с двойным сцеплением», находящаяся по адресу:

«https://ru.ruwiki.ru/wiki/Трансмиссия_с_двойным_сцеплением»

Материал указанной статьи полностью или частично использован в Циклопедии по лицензии CC-BY-SA 4.0 и более поздних версий.
Всем участникам Рувики предлагается прочитать материал «Почему Циклопедия?»

Источник — http://cyclowiki.org/w/index.php?title=Трансмиссия_с_двойным_сцеплением&oldid=1812322