Jak fungují převodovky s dvojitou spojkou

Většina lidí ví, že auta mají dva základní typy převodovky: manuály, které vyžadují, aby řidič řadil rychlostní stupeň sešlápnutím pedálu spojky a pomocí páky, a automatiku, která vykonává veškerou práci řazení pro řidiče používající spojky, měnič točivého momentu a sady planetových kol. Ale je tu také něco mezi tím, co nabízí to nejlepší z obou světů - převodovka s dvojitou spojkou, také se nazývala poloautomatická převodovka, „bezspojková“ manuální převodovka a automatická manuální převodovka.

Ve světě závodních aut jsou poloautomatické převodovky, jako je sekvenční manuální převodovka (nebo SMG), byly jádrem celé roky. Ale ve světě výrobních vozidel je to relativně nová technologie - technologie, která je definována velmi specifickým designem známým jako dvojspojková nebo přímočará převodovka..

Tento článek prozkoumá, jak funguje dvouspojkový převod, jak se porovnává s jinými typy přenosů a proč někteří předpovídají, že se jedná o přenos budoucnosti.

Hands-On nebo Hands-Off

Převodovka s dvojitou spojkou nabízí funkci dvou manuálních převodovek v jedné. Abychom pochopili, co to znamená, je užitečné si prohlédnout, jak funguje konvenční manuální převodovka. Když chce řidič ve standardním autě s řadicí pákou přeřadit z jednoho rychlostního stupně na druhý, nejprve sešlápne spojkový pedál. To ovládá jedinou spojku, která odpojí motor od převodovky a přeruší tok energie do převodovky. Poté řidič použije řadicí páku k výběru nového rychlostního stupně, což je proces, který zahrnuje přesun ozubeného límce z jednoho ozubeného kola na jiné ozubené kolo jiné velikosti. Zařízení volala synchronizátory před zařazením zaraďte rychlostní stupně, abyste zabránili broušení. Jakmile je zařazen nový rychlostní stupeň, řidič uvolní spojkový pedál, který znovu připojí motor k převodovce a přenáší sílu na kola.

V konvenční manuální převodovce tedy neexistuje trvalý tok energie z motoru na kola. Místo toho se napájení změní z na na vypnuto na na během řazení, což způsobuje jev známý jako „šok řazení“ nebo „přerušení točivého momentu“. U nekvalifikovaného řidiče to může vést k tomu, že se při změně rychlostního stupně cestující vyhodí dopředu a dozadu.

Naproti tomu převodovka s dvojitou spojkou používá dvě spojky, ale nemá pedál spojky. Sofistikovaná elektronika a hydraulika ovládají spojky, stejně jako ve standardní automatické převodovce. V DCT však spojky pracují nezávisle. Jedna spojka ovládá lichá kola (první, třetí, pátá a zpátečka), zatímco druhá ovládá sudá kola (druhá, čtvrtá a šestá). Pomocí tohoto uspořádání lze měnit rychlostní stupně bez přerušení toku energie z motoru do převodovky. Postupně to funguje takto:

Tento obsah není na tomto zařízení kompatibilní.

Děkuju

Díky Jeff Beckman za pomoc s tímto článkem.

Obsah

1. Převodové hřídele s dvojitou spojkou
2. Výhody a nevýhody dvojspojkových převodů
3. Převody s dvojitou spojkou: minulost, současnost a budoucnost

Srdcem DCT je dvoudílný převodový hřídel. Na rozdíl od konvenční manuální převodovky, která ukládá všechna svá ozubená kola na jediný vstupní hřídel, DCT dělí lichá a sudá kola na dva vstupní hřídele. Jak je tohle možné? Vnější hřídel je vyhloubená, což vytváří prostor pro vnitřní hřídel, která je uvnitř vnořená. Vnější dutý hřídel přivádí druhé a čtvrté kolo, zatímco vnitřní hřídel přivádí první, třetí a páté.

Níže uvedený diagram ukazuje toto uspořádání pro typickou pětistupňovou DCT. Všimněte si, že jedna spojka ovládá druhý a čtvrtý rychlostní stupeň, zatímco druhá, nezávislá spojka ovládá první, třetí a pátý rychlostní stupeň. To je trik, který umožňuje bleskově rychlé řazení a udržuje konstantní dodávku energie. Standardní manuální převodovka to nemůže udělat, protože musí používat jednu spojku pro všechna lichá a sudá zařízení.

Spojky s více deskami

Protože převodovka s dvojitou spojkou je podobná automatické, můžete si myslet, že vyžaduje měnič točivého momentu, což je způsob, jakým automatická převodovka přenáší točivý moment motoru z motoru na převodovku. DCT však nevyžadují převodníky točivého momentu. Místo toho DCT, které jsou v současné době na trhu, používají mokré spojky s více deskami. „Vlhká“ spojka je taková, která koupe komponenty spojky v mazací tekutině, aby snížila tření a omezila produkci tepla. Několik výrobců vyvíjí DCT, které používají suché spojky, jako jsou ty, které jsou obvykle spojeny s manuálními převodovkami, ale všechna výrobní vozidla vybavená DCT dnes používají mokrou verzi. Mnoho motocyklů má spojky s jedním talířem.

Stejně jako měniče točivého momentu používají mokré spojky s více deskami hydraulický tlak k pohonu ozubených kol. Tekutina vykonává svou práci uvnitř pístu spojky, jak je vidět na obrázku výše. Když je spojka v záběru, hydraulický tlak uvnitř pístu tlačí sadu vinutých pružinových částí, která tlačí řadu naskládaných spojkových desek a třecích kotoučů proti pevné přítlačné desce. Třecí kotouče mají vnitřní zuby, které jsou dimenzovány a tvarovány tak, aby zapadly do drážky na spojkovém bubnu. Na druhé straně je buben připojen k převodovce, která bude přenášet přenosovou sílu. Převodovka s dvojitou spojkou Audi má ve svých mokrých spojkách s více deskami jak malou vinutou pružinu, tak velkou membránovou pružinu..

Pro rozpojení spojky je tlak kapaliny uvnitř pístu snížen. To umožňuje uvolnění pístových pružin, což snižuje tlak na spojkovou sadu a přítlačnou desku.

Dále se podíváme na výhody a nevýhody dvojspojkových převodovek.

Audi TT Roadster, jeden z několika modelů Audi k dispozici s dvojsměnným převodem Foto s laskavým svolením Audi Press Database

Doufejme, že je jasné, proč je DCT klasifikován jako automatizovaný manuální převod. V zásadě se DCT chová stejně jako standardní manuální převodovka: Má vstupní a pomocné hřídele pro převodovky, synchronizátory a spojku. To, co nemá, je spojkový pedál, protože počítač, solenoidy a hydraulika dělají skutečné řazení. Dokonce i bez pedálu spojky může řidič počítači „sdělit“, kdy má jednat pomocí pádel, tlačítek nebo řadicí páky..

Zkušenost řidiče je tedy jen jednou z mnoha výhod DCT. Díky řazení směrem nahoru, které trvá pouhých 8 milisekund, mnozí cítí, že DCT nabízí nejdynamičtější zrychlení jakéhokoli vozidla na trhu. Určitě nabízí plynulé zrychlení tím, že eliminuje šok řazení, který doprovází řazení v manuálních převodovkách a dokonce i některá automatika. Nejlepší ze všeho je, že poskytuje řidičům luxus volby, zda dávají přednost ovládání řazení nebo nechat počítač dělat veškerou práci.

Snad nejpřesvědčivější výhodou DCT je zlepšená spotřeba paliva. Protože tok energie z motoru do převodovky není přerušen, spotřeba paliva se dramaticky zvyšuje. Někteří odborníci tvrdí, že šestistupňová DCT může přinést až 10 procentní zvýšení relativní palivové účinnosti ve srovnání s konvenční pětistupňovou automatikou.

Mnoho výrobců automobilů se zajímá o technologii DCT. Někteří výrobci automobilů si však dávají pozor na dodatečné náklady spojené s úpravou výrobních linek, aby se přizpůsobili novému typu přenosu. To by zpočátku mohlo zvýšit náklady na automobily vybavené DCT, což by mohlo odrazovat spotřebitele, kteří si uvědomují náklady.

Kromě toho již výrobci značně investují do alternativních přenosových technologií. Jeden z nejpozoruhodnějších je nepřetržitě variabilní přenos, nebo CVT. CVT je typ automatické převodovky, která používá systém pohyblivé řemenice a řemen nebo řetěz k plynulému nastavení převodového poměru v širokém rozsahu. CVT také redukují rázy řazení a výrazně zvyšují spotřebu paliva. Ale CVT nedokážou zvládnout požadavky na vysoký točivý moment u výkonných automobilů.

DCT takové problémy nemají a jsou ideální pro vysoce výkonná vozidla. V Evropě, kde jsou manuální převodovky upřednostněny kvůli jejich výkonu a palivové účinnosti, někteří předpovídají, že DCT zachytí 25 procent trhu. Pouze jedno procento automobilů vyrobených v západní Evropě bude vybaveno CVT do roku 2012.

Dále se podíváme na historii DCT a uvidíme, co má budoucnost.

Porsche 962 Foto s laskavým svolením Porsche Cars North America

Muž, který vynalezl dvojspojkovou převodovku, byl průkopníkem v automobilovém inženýrství. Adolphe Kégresse je nejznámější pro vývoj napůl koleje, typu vozidla vybaveného nekonečnými gumovými běhouny, které mu umožňují projíždět terénem přes různé formy terénu. V roce 1939 Kégresse vymyslel myšlenku na dvojspojkovou převodovku, kterou doufal, že použije na legendárním vozidle Citroën „Traction“. Bohužel nepříznivé obchodní podmínky zabránily dalšímu rozvoji. -

Jak Audi, tak Porsche přijali koncepci duální spojky, i když její použití bylo nejprve omezeno na závodní vozy. 956 a 962C závodní vozy zahrnovaly Porsche Dual Klutch, nebo PDK. V roce 1986 zvítězil Porsche 962 v závodě Monza 1000 Kilometer World Sports Prototype Championship - první vítězství pro vůz vybavený poloautomatickou převodovkou s převodovkou PDK. Audi také vytvořilo historii v roce 1985, kdy rallye Sport quattro S1 vybavené převodovkou s dvojitou spojkou vyhrálo stoupání na kopci Pikes Peak, závod na 4 300 metrů vysoké hoře.

Komercializace převodovky s dvojitou spojkou však byla teprve nedávno realizovatelná. Volkswagen byl průkopníkem v převodech s dvojitou spojkou a udělil licenci na technologii DualTronic firmy BorgWarner. Mezi evropské automobily vybavené DCT patří Volkswagen Beetle, Golf, Touran a Jetta, jakož i Audi TT a A3; Škoda Octavia; a Seat Altea, Toledo a Leon.

Volkswagon Jetta 2.0 Foto s laskavým svolením VM Media Room

Ford je druhým největším výrobcem, který se zavázal k převodům s dvojitou spojkou, vyrobeným společností Ford of Europe a jejím 50/50 výrobcem společných podniků GETRAG-Ford. Na mezinárodním autosalonu ve Frankfurtu v roce 2005 předvedla Powershift System, šestistupňovou dvouspojkovou převodovku. Výrobní vozidla využívající Powershift první generace jsou však vzdálena přibližně dva roky.

Další informace o převodech s dvojitou spojkou a souvisejících tématech najdete v odkazech na následující stránce.

Související články

• Jak fungují manuální převodovky
• Jak fungují automatické převodovky
• Jak spojky fungují
• Jak fungují měniče točivého momentu
• Jak průběžně variabilní přenosy fungují
• Jak fungují sekvenční převodovky

Další skvělé odkazy

• Svět Audi
• Debata s dvojitou spojkou vs. CVT
• BorgWarner - výrobce DCT používaného ve vozech Volkswagons
• Ford of Europe staví převodovky s dvojitou spojkou do vysokého převodového stupně
• Úvahy o přenosu: Kromě manuální převodovky

Prameny

• Adams, Eric, et al. „Příručka pro kupující populární vědy pro automobilový průmysl: Správa napájení - přenos,“ populární věda, červenec 2005.
• Amoroso, Franku. "Audi TT 3.2: 2004 Hladce? Máte DSG?" AudiWorld, 17. ledna 2004. http://www.audiworld.com/features/tests/2004tt32.shtml
• Světový web Audi http://www.audi.com/audi/com/en1/new_cars/technology/ drive ___ suspenze / dsg / technology_and_details.html
• "DSG a CVT: Která zvítězí?" CARToday.com, 5. července 2005. http://www.cartoday.com/content/news/singlepage.asp?in=7312
• „Evropský zájem o technologii s dvojitou spojkou řadí vyšší rychlostní stupeň,“ Just-auto.com, 2. prosince 2005. http://www.just-auto.com/features_detail.asp?art=1171
• Erjavec, Jacku. „Automobilová technologie: systémový přístup.“ New York: Thomson Delmar Learning. 2005.
• Kluger, Michael a Bapiraju Surampudi. "Hladká ve spojce." Jihozápadní výzkumný ústav, léto 2004. http://www.swri.edu/3pubs/ttoday/Summer04/Clutch.htm
• Thomas, Mike. "Ford of Europe uvádí převodovky s dvojitou spojkou na vyšší rychlostní stupeň." Ford Newsroom, 13. února 2006. http://media.ford.com/newsroom/feature_display.cfm?release=22361
• "Twin-Clutch Gearbox", AutoZine Technical School, 2003. http://www.autozine.org/technical_school/gearbox/tech_gear_manual.htm
• Visnic, Bille. "Výuka staré tranny nové triky: BorgWarner vdechuje život manuální převodovky nové generaci," WardsAuto.com, 1. prosince 2000. http://wardsautoworld.com/ar/auto_tech_trends_4/index.html
• "Sportovní převodovka s přímým převodem." AudiWorld, 27. srpna 2003. http://www.audiworld.com/news/03/082703/content.shtml