Konstrukcja tej 7-biegowej skrzyni bazuje na technologii przekładni wcześniejszej generacji – skrzyni DSG o 6 przełożeniach (oznaczenie DQ250 typ 02E), w której zespół sprzęgła podwójnego pracował w kąpieli olejowej. Wyeliminowanie sprzęgła mokrego na rzecz sprzęgła suchego pozwoliło zwiększyć wydajność i sprawność przekładni przy jednoczesnym obniżeniu masy całej konstrukcji.

Charakterystyka 7-biegowej przekładni DQ200

Idea działania 7-biegowej dwusprzęgłowej skrzyni DQ200 oparta jest na współpracy dwóch niezależnych równoległych przekładni z osobnymi sprzęgłami i nie odbiega od idei działania przekładni DQ250. Zwarta i modułowa konstrukcja DSG 7 pozwoliła na wyodrębnienie trzech podstawowych zespołów: sprzęgła podwójnego, przekładni i modułu mechatronicznego. Odseparowanie modułu mechatronicznego (hydraulicznego obwodu sterowania) od obwodu smarowania samej przekładni oraz zastosowanie podwójnego sprzęgła suchego umożliwiło podwyższenie stopnia sprawności DQ200 względem DQ250. Ponadto wyeliminowanie obwodu hydraulicznego sprzęgła podwójnego wpłynęło na zmniejszenie ilości oleju hydraulicznego niezbędnego do pracy dwusprzęgłowej skrzyni. Sama przekładnia zalana jest 1,7 litra oleju o specyfikacji G 052 171, zaś w przestrzeni obwodu modułu mechatronicznego krąży 1 litr oleju o specyfikacji G 004 000 – oleje te według producenta nie podlegają okresowej wymianie.
Całkowita masa skrzyni wraz z zespołem sprzęgła podwójnego oscyluje w granicach 70 kg (nastąpiła redukcja masy o prawie 25 kg względem wersji 6-biegowej DQ250). Skrzynia DQ200 realizuje zarówno program jazdy automatycznej, jak i tryb Tiptronic oraz Sport, obsługując siedem biegów rozmieszczonych na czterech wałkach. Kolejną cechą różniącą dwusprzęgłową przekładnię DQ200 od DQ250 jest brak chłodnicy oleju oraz zastosowanie hydraulicznej pompy oleju o napędzie elektrycznym wraz z akumulatorem ciśnienia.

Zasada działania

Specjalna budowa dwumasowego koła zamachowego umożliwia transfer momentu obrotowego z wału korbowego silnika do skrzyni dwusprzęgłowej za pośrednictwem zespołu podwójnego sprzęgła. Dwumasowe koło zamachowe zespolone jest ze sprzęgłem podwójnym za pomocą wielowypustu wewnętrznego osadzonego na wielowypuście zewnętrznym pierścienia nośnego sprzęgła podwójnego. Dwa tradycyjne suche sprzęgła jednotarczowe stanowią wspólny zespół sprzęgła podwójnego. Pomiędzy tarczami sprzęgieł znajduje się tarcza pędna zespolona z pierścieniem nośnym. Włączenie danego sprzęgła zapewnia przeniesienie siły napędowej z silnika poprzez tarczę pędną na dany wałek wejściowy skrzyni dwusprzęgłowej. Regulację i sterowanie pracą sprzęgieł realizuje moduł mechatroniczny. W dużym uproszczeniu można przyjąć, że 7-biegowa skrzynia DSG zawiera dwie niezależne przekładnie z osobnymi sprzęgłami. Wałek wejściowy nr 1 połączony jest wielowypustem ze sprzęgłem K1 (ilustracja 1).

Sprzęgło K1 (sprzęgło o większej średnicy tarczy) przenosi siłę napędową na wałek wejściowy 1, który za pośrednictwem kół zębatych pierwszego i trzeciego biegu przekazuje napęd na wałek wyjściowy nr 1. Koła zębate piątego i siódmego biegu umieszczone na wałku wejściowym nr 1 realizują napęd wałka wyjściowego nr 2. Analogicznie – na wielowypuście wałka wejściowego nr 2 zamocowane jest sprzęgło K2 (o mniejszej średnicy tarczy). Transfer napędu ze sprzęgła K2 na wałek wejściowy nr 2 poprzez koła zębate biegów drugiego i czwartego umożliwia napęd wałka wyjściowego nr 1. Z kolei wałek wyjściowy nr 2 odbiera napęd od koła zębatego biegu szóstego i koła pośredniego biegu wstecznego wałka wejściowego nr 2. Wałek wyjściowy nr 3 obraca się wraz z zębatką R2 napędzaną kołem pośredniego R1 wałka wyjściowego nr 2. Każdy z wałków wyjściowych połączony jest kołem zębatym z przekładnią główną.

Przyjmując model upraszczający budowę przekładni DSG DQ200, można założyć, że składa się ona z dwóch niezależnych przekładni A i B, w skład których wchodzą:

  • przekładnia A: ze sprzęgłem K1, wałkiem wejściowym nr 1 i wałkiem wyjściowym nr 1,
  • przekładnia B: ze sprzęgłem K2 z wałkiem wejściowym nr 2 i wałkiem wyjściowym nr 2 i nr 3.

Przekładnia A realizuje biegi nieparzyste: 1, 3, 5 i 7, natomiast przekładnia B biegi parzyste: 2, 4, 6 wraz z biegiem wstecznym. Zasada działania dwusprzęgłowej skrzyni biegów oparta jest na strategii szybkiej zmiany lub redukcji biegu. Gdy jedna z przekładni (A lub B) realizuje dany bieg (włączone jest sprzęgło K1 lub K2), druga przekładnia pozostaje w trybie gotowości z włączonym kolejnym biegiem. Dzięki temu proces zmiany biegu odbywa się bardzo szybko, płynnie i bez przerywania napędu. Szacowany czas zmiany biegu zawiera się w przedziale od 0,3 s do 0,4 s, redukcja biegu zajmuje około 0,6 s. Poszczególne koła zębate biegów posiadają synchronizatory oraz mechanizm sterujący ich pracą.

Konstrukcja skrzyni DQ200 bazuje na ustawieniu dwóch współcentrycznych wałków wejściowych poprzez umieszczenie wałka wejściowego nr 1 wewnątrz drążonego wałka wejściowego nr 2. Stabilne mocowanie wałków w obudowie przekładni zapewniają łożyska kulkowe, zaś tarcza pędna ułożyskowana jest na wałku wejściowym nr 2. Każdy z wałków wejściowych posiada indywidualne koło impulsowe czujnika prędkości obrotowej (ilustracja 2) niezbędne do precyzyjnego skalkulowania prędkości obrotowej danego wałka.

Wałek wejściowy nr 1 zespolony jest z kołami zębatymi biegów 1, 3, 5, 7 oraz ze sprzęgłem K1 i kołem impulsowym sensora G632. Wałek wejściowy nr 2 to element drążony, posiadający koła zębate biegów: 2, 4, 6 i biegu wstecznego, połączony ze sprzęgłem K2 oraz impulsatorem sensora G612. Trzy wałki wyjściowe na stałe zazębione są z przekładnią główną. Wałki te posiadają synchronizowane koła zębate danego biegu.

Na wałku wyjściowym nr 1 obracają się koła biegów 1, 2, 3 z trójstopniową synchronizacją i przesuwką biegów 1/3 oraz przesuwką biegów 2/4, jak i koło biegu czwartego z dwustopniową synchronizacją. Wałek wyjściowy nr 2 posiada koła biegów 5, 6, 7 z dwustopniową synchronizacją i przesuwką biegów 5/7 i 6/R oraz koło pośrednie i główne biegu wstecznego. Koła blokady postojowej wraz z przesuwką biegu wstecznego i jednostopniową synchronizacją umieszczono na wałku wyjściowym nr 3.

Moduł mechatroniczny – zadania i funkcje

Moduł mechatroniczny skrzyni dwusprzęgłowej DQ200 stanowi jednostkę zawierającą sterownik elektroniczny wraz ze sterownikiem hydraulicznym. Jego głównym zadaniem jest precyzyjne sterowanie pracą dwusprzęgłowej przekładni na podstawie sygnałów rejestrowanych przez czujniki. Niewielkie gabaryty modułu mechatronicznego pozwoliły na jego zabudowę we wnętrzu skrzyni automatycznej. Aby praca modułu przebiegała bez zakłóceń, producent skrzyni zdecydował się oddzielić przekładnię od samego modułu, co uniemożliwia uszkodzenie go przez opiłki powstałe w wyniku eksploatacji przekładni. Ponadto moduł posiada własny obwód hydrauliczny w pełni niezależny od obwodu hydraulicznego samej przekładni. Rozdzielenie tych obwodów wymusiło zastosowanie oleju hydraulicznego o specjalnych właściwościach dostosowanych do współpracy z hydrauliką modułu. Przestrzenna budowa modułu mechatronicznego pozwoliła na umieszczenie w jego wnętrzu jedenastu sensorów wraz z podzespołami wykonawczymi. Precyzyjna praca dwusprzegłowej skrzyni możliwa jest dzięki fazom adaptacji i dopasowania przekładni przez moduł mechatroniczny. Ponadto sterownik mechatroniczny płynnie reguluje proces przełączania biegów za pośrednictwem elektromagnetycznych zaworów wysterowywanych hydraulicznie.