AutoExpert
Reklama
Reklama

Nieprzerwana zmiana biegów

Preview
Daimler AG
22.12.2020
Reklama
Reklama

Niezauważalna i nieodczuwalna zmiana biegów, tak jak w automacie dobrej klasy, a przy tym brak zwiększonego zużycia paliwa, a nawet zmniejszone. To podstawowe cechy skrzyń dwusprzęgłowych.

Skuteczność manualnej skrzyni biegów i komfort skrzyni automatycznej – tak według konstruktorów wygląda idealny mechanizm przenoszący moment obrotowy między silnikiem a napędem osi. Duży potencjał w zakresie zmniejszenia zużycia paliwa przy jednoczesnym wysokim komforcie jazdy mają przede wszystkim tzw. dwusprzęgłowe skrzynie biegów. Koncern Volkswagen to pierwszy producent samochodów, który zaoferował tę technologię w swoich dwusprzęgłowych skrzyniach biegów (DSG). W skrzyniach dwusprzegłowych jedno ze sprzęgieł obsługuje przełożenia parzyste, a drugie – nieparzyste, dzięki czemu przy ruszeniu z postoju na pierwszym biegu automatyka skrzyni może bez problemu wybrać kolejne przełożenie i przygotować się do jego użycia. Kierowca odczuwa działanie tej skrzyni biegów jak tradycyjnego automatu, jednak dzięki precyzyjnemu sterowaniu sprzęgłem zmiana przełożeń nie jest odczuwalna.

Reklama

Najpierw tylko w rajdach

Koncepcja dwusprzęgłowej skrzyni biegów została wymyślona przez francuskiego inżyniera Adolphe Kégresse w 1939 roku. Przekładnia była przeznaczona do użytku w Citroënie Traction Avant , jednak Kégresse zabrakło pieniędzy, zanim udało się opracować działający model. 

Pomysł ten został wykorzystany dopiero w listopadzie 1985 roku w samochodzie Audi Quattro S1, którym Walter Röhrl startował w rajdowych mistrzostwach świata. Samochód miał moc 476 KM i do zwiększenia osiągów wymagał skrócenia czasu zmiany biegów. W tym celu zastosowano skrzynię dwusprzęgłową ze sterowaniem elektrycznym. Kierowca sterował nią za pomocą krótkiej dźwigni, natomiast siłowniki troszczyły się o sprawną zmianę przełożeń. Dzięki znacznemu skróceniu czasu zmiany biegów silnik tracił obroty tylko na ułamek sekundy, co nie pozwalało turbinie na spadek obrotów. Dzięki temu wyeliminowano wpływ turbodziury podczas zmiany biegów. Dzięki temu rozwiązaniu Röhrl wygrał najsłynniejszy wyścig górski Pikes Peak w Colorado w Stanach Zjednoczonych. Skrzynię dwusprzęglową zastosowano również w 1984 roku w Porsche 962 przygotowanym na wyścigi LeMans.

Masowe wykorzystanie tej technologii nastąpiło dopiero po 2003 roku, kiedy stworzono skrzynię DSG (Direct-Shift-Gearbox) o 6 przełożeniach. Ten system przeniesienia napędu był dzieckiem trzech koncernów - BorgWarner, który opracował sprzęglo, LuK, który opracował dwumasowe koło zamachowe i Continental, który opracował elektronikę sterującą. W 2008 roku powstała dwusprzegłowa skryznia biegów o 7 przełożeniach i suchym sprzęgle. Następne lata to stały rozwój tej technologii i zastosowanie jej przez innych producentów pojazdów np. 2010 rok Ford PowerShift i Renault EDC, 2013 gdy Honda z suchą i mokrą dwusprzęgłową skrzynię biegów. W 2010 roku 6-biegowa skrzynia biegów Mitsubishi Fuso Duonic stała się pierwszym DCT używanym w ciężarówce.

Wykorzystanie w samochodach o wysokich osiągach rozpoczęło się w 2005 roku od 7-biegowej skrzyni DCT użytej w Bugatti Veyron . Inne wczesne zastosowania w samochodach o wysokich osiągach to Nissan GT-R z 2007 r., Ferrari California z 2008 r., Mitsubishi Lancer Evolution X z 2008 r. I Porsche 911 (997) z 2009 r . Jako ciekawostkę nalezy nadmienić, że Honda VFR1200F z 2009 roku jest pierwszym motocyklem wyposażonym w skrzynię dwusprzęglową DCT. Acura ILX z roku 2012 wykorzystuje przemiennik momentu obrotowego w połączeniu z 8-biegową skrzynią DCT. Zadaniem przemiennika momentu obrotowego jest poprawienie płynności jazdy przy niskich prędkościach, poprzez wyeliminowanie szarpania i drżenia.

Reklama

Rygor technologiczny

Aby w całym okresie eksploatacji zmiana przełożeń odbywała się w tak płynny i precyzyjny sposób, konieczne jest zachowanie bardzo wysokiego rygoru technologicznego podczas produkcji skrzyni biegów oraz podczas jej obsługi. Bardzo ważne zadanie spełnia tutaj zespół podwójnego sprzęgła od regulacji którego zależy płynne przełączanie kolejnych biegów oraz długowieczność sprzęgła. Szczególnie ważne jest to podczas obsługi i jego wymiany. Należy pamiętać, że nie wolno wymieniać tylko jednaj tarczy sprzęgła w zestawie dwusprzęgłowym, ponieważ niemożliwe będzie jego wyregulowanie w trakcie montażu. Jeśli nawet dobierze się odpowiedniej grubości podkładki dystansowe, to powstaje kolejny problem z nierównomiernym zużywaniem się okładzin na tarczach. Jednym słowem – wymiana jednej tarczy w układzie dwutarczowym jest nieopłacalna, ponieważ istnieje ryzyko szybkiego zużycia drugiej tarczy, braku możliwości regulacji oraz nieprawidłowego działania skrzyni biegów. Poza samym sterowaniem układu sprzęgła wysokie wymagania stawiane są także mechanizmom wewnętrznym. I tak, synchronizacja każdego przełożenia musi być praktycznie natychmiastowa, aby umożliwić płynne i szybkie przełączanie przełożeń. Jest to wymagane, ponieważ zmiana biegów odbywa się za pośrednictwem hydrauliki sterowanej elektronicznie i trwa od 0,04 s do 0,1 s. W tym czasie koła zębate kolejnego biegu muszą zostać wyhamowane synchronizatorem, aby przesuwka zazębiła się z zabierakiem koła danego przełożenia. Kolejnym wymogiem, jaki jest stawiany takiej skrzyni biegów, jest jakość oleju użytego do smarowania. Olej ten jest używany jako medium smarujące oraz przenoszące siłę w układzie hydraulicznym. Umożliwia on sterowanie siłownikami zmieniającymi przełożenia, więc jego jakość musi być odpowiednia. Olej zużyty lub zanieczyszczony może bowiem powodować zacieranie się siłowników hydraulicznych oraz problemy w pracy pompy olejowej. Nawet najdrobniejsze zanieczyszczenia, takie jak ścier metalowy powstający podczas pracy kół zębatych, mogą skutecznie zablokować siłowniki. Aby wyeliminować metaliczne zawiesiny w oleju skrzyni biegów stosuje się magnetyczne elementy w korkach spustowych lub na dnie skrzyni biegów. Wyłapują one wszystkie przyciągane przez magnes drobinki metalu zawieszone w oleju. Metale nieżelazne zawieszone w oleju smarującym skrzynię biegów są filtrowane przez filtry, dzięki czemu do sekcji sterującej dostarczany jest olej czysty.

Reklama

O Autorze

Tagi artykułu

Chcesz otrzymać nasze czasopismo?

Zamów prenumeratę
Reklama