ГлавнаяРазноеПринцип работы коробки передач и сцепления

Принцип работы КПП с двойным сцеплением (коробка передач DSG). Принцип работы коробки передач и сцепления


Принцип работы и устройство сцепления автомобиля

Сцепление одним из важных узлов любого самоходного транспортного средства. Задача данного механизма заключается в плавном включении передачи усилийнепосредственно от маховика к первичному валу КПП в процессе движения авто и переключения скоростей. Сцеплениерешает задачи по корректному отключению или подключению силового агрегата к трансмиссии, а также передаче крутящих моментов. Чтобы уяснитьпринцип работы сцепления автомобиля необходимо подробно разобраться в конструкции этого узла.

Устройство сцепления автомобиля

  • Нажимной диск (НД) представляет собой плоский элемент выпуклой круглой конфигурации. В основании этого узла смонтированы специальные выжимные устройства в виде пружин.Они соединяются со специальной прижимной площадкой, такой же формы, как и НД. Диаметр последней детали идентичен маховику.Одну из его сторон тщательно отшлифовывают для максимального и эффективного контакта. Пружины установлены по направлению к центру НД.В процессе выжима они воспринимают механическую нагрузку. Нажимной диск надежно зафиксирован на маховике. В промежутке между прижимным узлом и маховиком смонтирован диск сцепления.

  • Диск сцепления (ВД, его еще называют ведомым диском) выполнен в аналогичной плоской круглой конфигурации. Его конструкция включает набор из фрикционных накладок и лучевого основания. Помимо этого сюда включена шлицевая муфта, которая обеспечивает подключениевала КПП. Плюс к этому, в числе составляющих механизма демпферные пружины, размещенные по кругу поверхности шлицевой муфты. Эти механизмы сглаживают вибрацию, возникающую в процессе включения привода сцепления.

  • Фрикционные накладки (ФН) прочно монтируются к диску сцепления с помощью стальных или полимерных заклепок. Производители их изготавливают из самых различных материалов: керамики, композиционных материалов, кевлара и так далее. Последний материал является наиболее надежным в плане механических нагрузок и воздействия агрессивной среды.

  • Выжимной подшипник (ВП) —достаточно сложная деталь.В зависимости от принципа срабатывания он разделяется на устройства нажимного или оттягивающего типа. Одна из сторон ВП выполняется в виде круглой нажимной площадки, размер которой соответствует диаметру пружин,которые смонтированы в центре НД. Данный механизм размещен на первичном вале, торец которого выступает из КПП. Для фиксации ВП в некоторых автомобилях используются стопорные пружины. Подшипник фиксируется на защитном кожухе вала КПП. В действие эту деталь приводит специальная вилка привода. Онакоторая воздействует на оправку, на которой имеются специальные выступы.

  • Система привода (привод) может быть реализована механическим, гидравлическим, электронным и комбинированным узлом. Последнеерешение представляет собой тандем нескольких предыдущих. На сегодняшний день такие системы пользуются хорошей популярностью. Рассмотрим более подробно три основных вида:

  • Механический привод. Для передачи усилия в механическом приводе используется специальный трос. Одна часть каната подключена к педали, а другая соединяется с выжимной вилкой. Трос размещается внутри кожуха, надежно зафиксированного возле педали и вилки. Такая конструкция обеспечивает ему необходимую защиту от механических воздействий.

  • Гидравлический привод. В число основных элементов, выполняющих передачу силы нажатия,входят2 гидроцилиндра, объединенныхтрубопроводом высокого давления. Во время механического воздействия на педаль, в действие приводиться шток ГЦ (главного цилиндра). На его торце имеется специальный поршень, которыйсдавливает гидрожидкость внутри устройства.Впроцессе этого появляется повышенное давление, которое потом передается через шланг к рабочему цилиндру. Его наконечник также оснащен штоком, соединенным с поршнем, толкающим шток.В свою очередь,шток воздействует на вилку. В качестве рабочей среды чаще всего используют тормозную жидкость. Она заливается в специальный бачок, пода в систему реализуется самотеком.

  • Электронный привод. В данной системе передача усилия производится с использованием электрического силового агрегата. Его включение происходит во время нажатия на педаль, посредством воздействия на трос. В этот моментэлектрическая энергия переходит в механическое перемещение.

Педаль сцепления—элемент, обеспечивающий оперативное управление всей системой. Она смонтирована в салоне и всегда размещена слева. В современных машинах, оснащенных автоматической КПП, она отсутствует. Механизм сцепления в автоматах работает без участия водителя,полностью автономно.

Принцип работы сцепления авто

Передача крутящих моментовреализуется за счет воздействия силы трения на ВД(ведомый диск). Во время включения ВД зажат между НД и маховиком. В процессе нажатия на педаль перемещается трос, который выполняетповорот рычага. В процессе этого действия свободный край вилки воздействует на ВП (выжимной подшипник). Он перемещается к маховику и воздействуетна пластины,которые отодвигаютНД. Таким образом, освобождается диск сцепления, благодаря чему водитель с легкостью переключает скорость. После отпускания педали ведомый диск вновь фиксируется между НД и маховиком.

В гидравлических системах привода происходят идентичные операции, исключением является механизм передачи усилий. Механическое воздействие от педали на ведомый диск передает жидкость, размещенная в цилиндре. 

vipwash.ru

Есть ли сцепление на «автомате»? Разбираем техническую составляющую

Многие водители которые пересели с механики на автомат (кстати — будет полезен вот этот урок), задаются, казалось бы простым, но существенным вопросом – а есть ли на автоматической коробке передач (АКПП) сцепление? Или его там вообще не существует? И как тогда переключаются передачи …

СОДЕРЖАНИЕ СТАТЬИ

Конечно, рядовой обыватель привыкший передвигаться «строго» на механической КПП, автомат не очень то жалует. По его соображениям это реально ненадежный агрегат, вот МКПП это да! НА века. Но у механики есть не очень-то прочный узел, особенно для новичков, это сцепление, которое палится на «раз». Немного вспомним принцип работы механической «коробки»

Механика

Как мы помним там три педали, если идти справа налево – первая это «газ», средняя «тормоз» и самая крайняя это «сцепление». Для того чтобы вам тронуться, вам нужно выжать сцепление включить передачу, затем отпуская эту педаль надавливаем на «газ» и машина едет. При переключении передач, вам также нужно повторять эту процедуру.

Конструкция очень проста – если хотите, то основанная на сухом трении дисков. Если утрировать — под действием своих пружин, ведомый жестко прижат к ведущему диску, за счет чего и двигается автомобиль. Но стоит вам надавить на педаль, то диски разжимаются (отходят друг от друга) и вы можете менять передачи (повышать, понижать, либо нейтральная). Эта конструкция работает уже столетие, и она действительно — прочная, но для новичков это не простой экзамен. Зачастую они просто передерживают педали при переключении – диски трутся и один менее прочный стирается.

После такого истирания – уже не существует прочной связи (прижима), диски начинают буксовать, и поэтому автомобиль теряет динамику в разгоне и просто езде (если диск совсем «убит», то может и не тронуться, просто не переключитесь).

Немного вспомнили, но как же на автомате?

Автомат

Открываем главную тайну – сцепления в классическом понимании, на автомате — конечно же НЕТ! Там нет двух сухих дисков, которые взаимодействуют друг с другом, однако принцип размыкания передач тут все же присутствует. То есть сцепление как бы есть, но оно автоматизированное, совсем другое.

Давайте теперь вспомним, как здесь мы переключаем передачи (ведь здесь всего две педали) – мы просто выжимаем «тормоз», переводим ручку АКПП в положение D (drive), отпускаем педаль и нажимаем на «газ» — все машина поехала. Но каков же принцип.

Знаете, может я многих поклонников механики разочарую, но автомат также не менее «древний», ему вот-вот наступит 100 лет.

Здесь также все банально и просто, основой для работы такой трансмиссии является гидротрансформатор и в отличие от МКПП, здесь сцепление работает за счет жидкости – трансмиссионного масла, то есть как бы – мокрый тип.

Если утрировать принцип работы – представьте два вентилятора, которые работают друг напротив друга, максимально близко. Если один вращается — то он будет передавать поток воздуха другому, и тот в зависимости от оборотов также примет ту или иную скорость вращения, это и есть гидротрансформатор.

Здесь стоят две турбины, одна ведущая – вторая ведомая, они помещены в вязкую жидкость (масло) и закрыты в герметичном корпусе. Когда одна начинает вращаться — она передает вихревую энергию второй, за счет чего и происходит движение. Однако сейчас конструкцию немного усовершенствовали – после того как обороты этих турбин становятся одинаковыми, они входят в жесткое зацепление при помощи специальных муфт, которые призваны снизить потери энергии крутящего момента. Вот он принцип «классического» автомата!

Многие сейчас могут задать вопрос – а почему обязательно масло? Да все просто, воздух для таких оборотов слаб, он не передает столько энергии, вода быстрее закипит, а также будет окислять все металлические части внутри – ресурс упадет. А вот масло не только передает максимальное количество энергии, но и смазывает запчасти внутри, тем самым уберегая их от износа, вот почему так важно его вовремя менять.

Сейчас гидротрансформаторные автоматы стоят на широком круге автомобилей, но стоит отметить, что автоматических трансмиссий сейчас как минимум три – автомат, вариатор, робот. И у робота и вариатора принцип совершенно другой, но про это я напишу как-нибудь в другой раз.

Если подвести итог – классического «сухого» сцепления у автомата НЕТ! Но сцепление там присутствует при помощи турбин, специальных муфт и давления масла.

Сейчас видео версия статьи

НА этом заканчиваю, читайте наш АВТОБЛОГ.

avto-blogger.ru

Принцип работы КПП с двойным сцеплением (коробка передач DSG)

Многие знают, что существует два основных типа коробок передач: механическая ( переключение передачи с помощью нажатия педали сцепления и перемещения рычага переключения передач) и автоматические ( режим выбирается автоматически, задействованы муфта сцепления, конвертор и набор планетарной передачи).

Трансмиссия DSG

Но появилось нечто среднее, вобравшее в себя только самое лучшее двух коробок- КПП с двойным сцеплением или полу-автоматическая коробка (механическая коробка передач без сцепления и автоматизированная механическая коробка передач). В мире гоночных автомобилей полуавтоматы, такие как секвентальные механические коробки, используются уже многие годы.

Но в мире серийных автомобилей то, что называют КПП с двойным сцеплением или КПП прямого переключения можно считать новинкой. Эта статья посвящена принципам работы КПП с двойным сцеплением. Также мы попытаемся сравнить ее с другими видами коробок и выясним почему же некоторые считают ее трансмиссией будущего.

Принципы работы традиционной механической КПП

КПП с двойным сцеплением вобрала в себя достоинства двух механических коробок. Чтобы понять, что это означает, мы рассмотрим принципы работы обычной механической КПП. Прежде чем переключить передачу с помощью рычага переключения передач, водитель нажимает педаль сцепления. Которая отсоединяет двигатель от коробки передач и прекращает подачу силового потока к коробке. Когда водитель выбирает нужную передачу с помощью рычага, зубчатая муфта перемещается от одной шестерни к другой (шестерни разного размера).

Синхронизаторы выравнивают скорость вращения муфты, после чего передача безударно включается. После того, как шестерня пришла в движение, водитель отпускает педаль сцепления, происходит повторное соединение двигателя с трансмиссией и посылает крутящий момент на колеса. Таким образом, в обычной механической коробке передач, непрерывный поток мощности не передается от двигателя к колесам. Вместо этого подача мощности изменяется от включенного до выключенного состояния во время переключения передач, вызывая "толчок переключения передачи" или "прерывание крутящего момента".

Если у водителя мало опыта, то каждое такое переключение передач может стать привести к тому, что пассажиров начнет "кидать" вперед и назад. КПП с двойным сцеплением, напротив, использует два сцепления, но педаль сцепления отсутствует. Сложная электроника и гидравлика контролируют сцепления ( как в стандартной автоматической коробке передач). В КПП с двойным сцеплением сцепления функционируют автономно. Одно сцепление контролирует нечетные передачи (первую, третью, пятую), а другое - четные (вторую, четвертую и шестую). Благодаря такому распределению, передачи можно менять без прерывания потока мощности от двигателя к трансмиссии.

Принцип работы: Валы КПП с двойным сцеплением

Двойной вал - сердце КПП с двойным сцеплением. В отличие от обычной механической коробки, у которой все шестерни находятся на одном входном валу, в КПП с двойным сцеплением четные и нечетные передачи располагаются на разных валах. Как такое возможно, спросите вы? А дело все в том, что внешний вал сделан полым, что позволяет расположить в нем внутренний вал. Внешний полый вал питает вторую и четвертую передачи, в то время как внутренний вал - первую, третью и пятую.

Диаграмма ниже показывает устройство обычной пятиступенчатой КПП с двойным сцеплением.

Обратите внимание, что одно сцепление контролирует вторую и четвертую передачи, а другое независимое сцепление - первую, третью и пятую, что позволяет молниеносно переключить передачу и поддерживать постоянный поток мощности. Стандартная механическая коробка передач не может этого, поскольку один вал рассчитан как для четных, так и для нечетных передач.

Многодисковые сцепления

Поскольку КПП с двойным сцеплением похожа на автоматическую, вы можете подумать, что ей требуется конвертер, который как и в автоматической коробке переносит крутящий момент от двигателя к трансмиссии. На самом деле, он ей не нужен, поскольку вместо него используется многодисковые сцепления. Для уменьшения трения и ограничения выделяющегося тепла, детали сцепления погружены в смазочно-охлаждающие жидкости, такой вид сцепления называют "мокрым". Некоторые производители при разработке КПП с двойным сцеплением используют сухие сцепления, как на механической трансмиссии, хотя на всех современных автомобилях установлено мокрое.

Как и конвертер, многодисковые сцепления используют гидравлическое давление для включения. Когда сцепление включено, гидравлическое давление внутри поршня разжимает пружины, что приводит прижиманию набора дисков сцепления к фиксированной пластине давления. Фрикционные диски имеют зубцы, такого же размера и такой же формы, что и пазы барабана сцепления.

В свою очередь барабан соединен с набором шестерней, которые получают крутящий момент. КПП с двойным сцеплением Audi использует как малые витые пружины, так и большие диафрагмовые пружины в многодисковых сцеплениях. При разъединении сцепления, давление жидкости внутри поршня снижается. Это заставляет пружины поршня сжиматься, давление набора дисков и пластины давления ослабевают.

Плюсы и минусы КПП с двойным сцеплением

Надеемся, вам становится понятным, почему КПП с двойным сцеплением отождествляют с автоматизированной механической. В принципе, КПП с двойным сцеплением ведет себя как стандартная механическая: у нее есть входной и промежуточный валы для размещения шестерен, синхронизаторы и сцепление. Единственное, чего у нее нет, так это педали сцепления, поскольку функцию педали выполняют компьютеры, соленоиды и гидравлика.

Ощущение езды - одно из многих преимуществ КПП с двойным сцеплением. Передачи вверх занимают около 8 мс, что обеспечивает самое динамичное ускорение. Она способствует плавному разгону, без толчков, которые сопровождают переключение передач с помощью ручных и даже некоторых автоматических коробок. Такая КПП дает водителям возможность выбора: контролировать ли переключение передач самому или позволить компьютеру выполнить всю работу.

Возможно, наиболее убедительным преимуществом КПП с двойным сцеплением является экономия топлива. Непрерывный поток мощности от двигателя к трансмиссии существенно повышает эффективность использования топлива. Некоторые эксперты считают, что шестиступенчатая КПП с двойным сцеплением может увеличить топливную эффективность до 10% ( по сравнению с обычной пятиступенчатой автоматической). Многие производители автомобилей заинтересованы в такой коробке, но некоторые опасаются дополнительных расходов, связанных с изменением производственных линий по установке нового типа КПП.

Это может привести к повышению цены на автомобиль, что в свою очередь скажется на продажах. Кроме того, производители вкладывают огромные средства в альтернативные решения. Одним таким решением является бесступенчатая КПП (CVT). Коробка CVT является одним из видов автоматической КПП, который использует подвижную систему шкивов и ремень или цепь для реализации бесконечного множества передаточных соотношений на широком диапазоне оборотов. Бесступенчатые КПП тоже уменьшают толчки при переключении передачи и значительно повышают топливную экономичность.

Но такая коробка не может справиться с большим крутящим моментом автомобилей с высокими динамическими характеристиками. КПП с двойным сцеплением не имеют таких проблем и идеально подходят для автомобилей с высокими динамическими характеристиками. В Европе механической коробке отдается предпочтение из-за экономичности. Некоторые предполагают, что автомобили с КПП с двойным сцеплением "захватят" 25 процентов рынка. К 2012 году лишь один процент автомобилей, произведенных в Западной Европе, будет оснащен бесступенчатой КПП. Сейчас мы вспомним историю КПП с двойным сцеплением.

КПП с двойным сцеплением: Прошлое, Настоящее и Будущее

Эту коробку изобрел пионер автомобилестроения Adolphe Kégresse, больше известный изобретением полугусеничных машин, оснащенных резиновыми гусеницами, которые помогают ездить по различным формам рельефа. В 1939 году Kegresse сформулировал идею КПП с двойным сцеплением, которую он надеялся воплотить в легендарном Citroen Traction. К сожалению, неблагоприятные условия бизнеса не позволили претворить идею в жизнь.

Audi и Porsche взяли эту концепцию на вооружение, хотя ее применение было ограничено гоночными автомобилями. Гоночные автомобили 956 и 962C снабжались Porsche Dual Klutch или PDK. В 1986 году Porsche 962 выиграл гонку Monza 1000 километров World Sports Prototype Championship race, это была первая победа автомобиля оснащенного PDK, полуавтоматической переключаемой лепестками на руле трансмиссии). Компания Audi также вошла в историю в 1985 году, когда Quattro Sport S1 с КПП с двойным сцеплением выиграл Pikes Peak Hill climb, гонке с подъемом на высоту 4300 метра.

Volkswagen стал пионером в применении КПП с двойным сцеплением, применив технологию компании BorgWarner DualTronic. Такие европейские автомобили как Volkswagen Beetle, Golf, Touran и Jetta, а также Audi TT и A3, Skoda Octavia и Seat Altea, Toledo и Leon оснащены такой коробкой. Ford является вторым крупнейшим производителем, применившим технологию КПП с двойным сцеплением, разработанную европейским Ford и совместного предприятия Getrag-Ford.

Они продемонстрировали Powershift System, шестиступенчатую коробку с двойным сцеплением в 2005 году на Франкфуртском Международном шоу. Серийный автомобиль, использующий первое поколение Powershift был выпущен около двух лет назад.

Источник: Авто Релиз.ру.

autorelease.ru

Устройство и принцип работы сцепления автомобиля znamus.ru

Распространенные проблемы сцепления

Если бы вы водили автомобиль в 50-х или даже в 70-х годах прошлого века, вам нужно было задумываться о замене сцепления через каждые 100 тысяч километров. Современные механизмы сцепления спокойно могут проходить отметку в 130 тысяч километров и более при бережном обращении. Правда, если вы не бережете сцепление, сжигаете его, рвете с места, то вряд ли оно пройдет больше 50-ти тысяч километров. На тягачах, которые везут тяжелый груз или тянут на буксире большую нагрузку, как правило, возникают проблемы с новым, ещё не притертым сцеплением.Основная проблема сцепления в том, что оно потихоньку изнашивается. Шероховатый материал диска сцепления, к сожалению, потихоньку стирается. По своим физическим свойствам этот материал близок к материалу тормозных колодок — как и тормозные колодки, диск сцепления надо периодически менять. Когда диск сцепления сотрется, сцепление начнет проскальзывать и, следовательно, трансмиссия будет получать от двигателя малую часть энергии движения.Сцепление стирается только когда два диска (нажимной и диск сцепления) притираются друг к другу, вращаясь с разными скоростями. Если вы уже разогнались, едете на 4-ой передаче и сняли ногу с педали сцепления, это значит, что диски, вращаясь с одинаковой скоростью, плотно прижаты друг к другу и диск сцепления ничуть не изнашивается. Но представьте ситуацию — вы попали в пробку, которая движется очень медленно. Вы включаете первую передачу, снимаете ногу с педали газа и даёте автомобилю двигаться с минимальной скоростью. Если пробка движется ещё медленнее, водители обычно немного выжимают педаль сцепления, давая ему проскальзывать, чтобы немного уменьшить скорость движения. Для сцепления это самый неприятный режим работы — здесь оно стирается очень сильно.Сцепление также стирается при трогании с места — но здесь это неизбежность. Если бросить сцепление при трогании, диск сотрется меньше, чем при плавном отпускании педали, но тогда вся конструкция трансмиссии получит сильный удар — трансмиссионный удар, да и двигатель скорей всего захлохнет.Часто проблемы со сцеплением возникает не из-за того что диск сцепления не может нормально оторваться от нажимного диска. Если сцепление не выключается, на входной вал коробки передач продолжает поступать энергия вращения от двигателя. Если вы попытаетесь в этот момент включить передачу, вы услышите громкий скрежет, хотя может случиться и так, что вы вообще не сможете включить передачу. Сцепление может выключаться не полностью в силу нескольких причин:-Трос сцепления растянулся или оборвался. В тех механизмах сцепления, где усилие от педали передаётся с помощью троса, причина может оказаться либо в его обрыве, либо в том, что он растянулся.-Протекание или износ главного/рабочего цилиндра сцепления. Это неисправность может возникнуть в тех автомобилях, где усилие от педали сцепления передаётся с помощью гидравлической системы. Утечка или неисправность хотя бы в одном из гидравлических цилиндров приводит к тому, что давление от педали передается не полностью, либо не передаётся вообще.-Воздух в гидравлическом трубопроводе. Если в трубопровод попадает воздух, он поглощает энергию в моменты нажатия на педаль сцепления.-Неправильно установленный рычаг педали сцепления часто передает слабое усилие на трос или главный цилиндр гидравлической системы.-Несовместимость деталей сцепления - на авторынке есть запчасти, которые не стоит устанавливать в ваше сцепление.Есть ещё одна очень распространенная проблема — тугая педаль сцепления. Разумеется, для выключения сцепления нужно приложить к педали определенное усилие. Но если педаль приходится выжимать с большой силой, это значит что что-то не так. Причин может быть несколько: заел рычаг педали, трос затерся и тоже заел, износился подшипник вилки сцепления, и она тоже начала туго двигаться. Иногда закупорка в гидравлической системе делает педаль сцепления тугой.Ещё одна частая проблема — это износ выжимного подшипника, того самого, надавливающего на пружины-лепестки нажимного диска. Если в момент нажатия на педаль сцепления вы слышите урчание, это значит, что скорей всего у вас износился выжимной подшипник.

Диагностика сцеплений легковых автомобилейПроблема со сцеплением. Что делать ?..Что такое центробежное автоматическое сцеплениеУстройство и работа сцепления

znamus.ru