Как работает двойное сцепление – просто о сложном

Еще буквально несколько лет назад машины с двойным сцеплением мы воспринимали как нечто сверхъестественное, но сегодня этим уже почти никого нельзя удивить. И пусть понятие коробки передач с двойным сцеплением сегодня находится у людей на слуху, временами даже квалифицированные и опытные механики технических станций обслуживания толком не могут дать доступное для обычного обывателя объяснение принципа ее работы. Но на самом деле в этом ничего сложного нет, и если вы прочтете статью, то сможете убедиться в этом.
Одним из основных преимуществ такой системы является непередаваемая плавность хода машины, а также отсутствие любых подергиваний и рывков. Самым основным минусом стало то, что в системе передачи момента на колеса машины имеется огромное количество сложных с технической точки зрения элементов, а это значит, что обслуживание такой коробки передач и ее ремонт владельцам обходится очень дорого.
А теперь обратимся к истории. В серийное автомобилестроение коробка передач с двойным сцеплением пришла из гоночных треков. Самый первый ее прототип был создан в далеком 1939 году, его сконструировал Адольф Кергенсс, он планировал использовать свое изобретение на легендарном авто в то время – Ситроен Трактион. Но эта инновация продолжала существовать лишь на бумаге. И вот уже в 80-х годах прошлого века. Конструкторы и инженеры концерна Пежо создали новую коробку передач с необычной возможностью переключения передач без сброса газа, то есть под нагрузкой. Это был большой прорыв для гонок, ведь там победа решается какими-то долями секунды. Если ранее при переключении передач турбированные силовые агрегаты теряли свою мощность из-за чрезмерного снижения давления в турбине, то на автомобиле с двойным сцеплением передачи можно было переключать без любых потерь мощности (крутящего момента).
Сердцем КПП с двойным сцеплением стал двойной вал. В то время как в обычной механической коробке передач шестерни могут цепляться только за один вал, то в новой системе первое сцепление передает момент на четные передачи (внешний вал), а второе сцепление отвечает за нечетные передачи, передавая крутящий момент внутреннему валу. Если говорить простым языком, что в данном случае в одном корпусе совмещено две механические коробки передач, которые работают попеременно.
Управлять сложными механизмами коробки передач с двойным сцеплением можно при помощи гидравлики и автоматики. В этой системе отсутствует гидротрансформатор, который имеется в автоматических коробках передач. Сегодня имеются автомобили, чьи коробки передач были оснащены «мокрым» двойным сцеплением, когда все их механизмы погружаются в охлаждающую смазочную жидкость, также имеются и сухие КПП. Сегодня самой успешной системой двойного сцепления, работающей на «сухую» считается КПП DSG.
По какому принципу работает двойное сцепление? Когда вы пробуете начать движение на машине с двойным сцеплением и включаете первую передачу, умная автоматика уже готовит «вторую». Когда вы переключаете передачи первое сцепление начинает размыкаться. В то время как второе замыкается. Тогда система понимает, что вы пытаетесь разогнать авто и сразу же готовит третью передачу. Для определения подготовки до включения следующей передачи автоматика учитывает следующие факторы:
- с какой скоростью вращаются валы трансмиссии;
- с какой скоростью вращаются колеса;
- в каком положении находится рычаг коробки передач;
- в каком положении рычаг акселератора, чтобы понять авто идет на ускорение или торможение.
Во время переключения оба сцепления на какие-то доли секунды становятся замкнутыми, из-за этого мотор остается по-прежнему соединенным с ведущими колесами, а это избавляет от потери крутящего момента.
Нередко можно услышать, как коробку передач с двойным сцеплением именуют полуавтоматической трансмиссией. На самом деле эта коробка передач представляет собой ту самую «механику», вот только в ней нет педали сцепления. Водитель может переключать передачи с помощью кнопок на рулевом колесе, селектора (рычага) или смена скоростей может производиться компьютером автоматически.
Плюсами КПП с двойным сцеплением считается отменная динамика, так как линейное ускорение осуществляется без любых потерь мощности. Хорошая плавность хода, ведь в процессе переключения передач отсутствуют любые рывки. Водитель всегда имеет возможность выбора типа переключений: автоматически или самостоятельно. С такой коробкой передач существенно экономится топливо, согласно исследованиям КПП с двумя сцеплениями потребляет на 10 процентов меньше горючего по сравнению с пятискоростной автоматической коробкой передач. Такая система является идеальной для мощных машин, оснащенных 200-500-сильными моторами.
Но в КПП с двойным сцеплением есть и некоторые минусы. В первую очередь это отсутствие профессионального качественного обслуживания, чрезвычайная сложность механизмов, что усложняет ремонт и обслуживание, а соответственно и делает его дорогим. Еще одним минусом считаются рывки и провалы при езде в активном режиме с многочисленными торможениями и рывками. В таком случае автоматика нуждается в 400-600 миллисекундах для определения необходимой передачи. Водитель начинает это ощущать со временем.
Нынче безоговорочным лидером в производстве серийных машин, оснащенных КПП с двойным сцеплением, стал концерн Фольксваген. Некоторые авто этого производителя начиная с 2003 года оснащаются шестискоростными коробками передач прямого включения с двумя сцеплениями – DSG. Новым поколением стали такие КПП с семью скоростями.
КПП с двойным сцеплением в себе объединили основные преимущества механических коробок передач, но и не являются избавленными от некоторых недостатков. Сегодня такие марки как Форд, Крайслер, Вольво, БМВ, Ауди используют эту систему и видят в ней будущее. Для большего распространения этих КПП мешает только высокая себестоимость системы, ну и еще необоснованная осторожность большинства потенциальных покупателей.