Двойное сцепление, позволяющее переключать передачи без разрыва потока мощности, находит все более широкое применение не только в легковых, но и грузовых автомобилях. Однако сложность конструкции коробки передач тяжелого грузовика вносит в механизм силового переключения определенные особенности
Подразумевающее наличие двух фрикционных муфт, двойное сцепление позволяет непрерывно передавать крутящий момент от двигателя на ведущие колеса. Серийное применение этого решения для плавного переключения передач началось в 1980-х годах. Однако производителей двойного сцепления, ввиду его высокой технической сложности, до сих пор не так уж много (BorgWarner, Getrag, Luk, Ricardo, ZF).
Среди коммерческих автомобилей первым получил двойное сцепление Mitsubishi Fuso Canter — речь идет о 6-ступенчатой КП Duonic, предлагаемой опционально начиная с Canter седьмого поколения. Затем подобное решение стало реальностью и для тяжелых грузовиков. С учетом особенностей конструкции тяжелой 12-ступенчатой трансмиссии — наличия делителя и демультипликатора, стратегия работы двойного сцепления может быть реализована по-разному. Это дает дополнительные возможности приспособить трансмиссию к конкретным условиям эксплуатации, а значит, расширяет потенциальные возможности применения таких решений в будущем.
I-SCHIFT DUAL CLUTCH
Первой компанией, заявившей об установке на тяжелые грузовики коробок с двойным сцеплением, стала Volvo Trucks. Система I-Shift Dual Clutch, прошедшая с 2009 года миллионы километров ежедневных испытаний, в настоящее время поставляется вместе с двигателями D13K мощностью 460, 500 и 540 л. с. Решение рассчитано на передачу крутящего момента 2800 Нм в составе силовой линии 60-тонного автопоезда.
Новый шедевр конструкторской мысли создан на базе 12-ступенчатой коробки I-Shift с делителем, демультипликатором и электронной системой управления переключением передач.
Снаружи корпус коробки Dual Clutch не сильно отличается от обыкновенной коробки I-Shift. Увеличился в размерах только наружный кожух, прикрывающий корзину с маховиком. Прибавка составила 12 см в длину и 101 кг по массе.
Схема распределения силового потока на 10-й и 11-й передачах, два параллельных процесса обозначены белой и красной стрелками
Два сухих сцепления расположены в передней части коробки. Каждый из двух ведомых дисков сидит на своем первичном валу. Валы, один из которых является полым, расположены коаксиально. Условно можно принять, что первый диск отвечает за пониженную передачу в делителе, а второй работает с повышенной передачей.
Позиция переключения 11-й и 12-й передач, в данном случае белая стрелка демонстрирует силовой поток повышающей ступени
Фактически двойная трансмиссия во время движения на одной передаче может заранее выбирать следующую. После переключения на следующую передачу задействованное в тот момент сцепление переходит в режим ожидания, активируя в основной 3-ступенчатой коробке ранее не работающий механизм. Это значит, что переключение передач происходит без прерывания потока мощности. За счет двух ведущих валов, зубчатых колес и работающих раздельно селективных элементов можно одновременно устанавливать две передачи. Исключение из правил — задний демультипликатор: поскольку в планетарном редукторе моменты, приходящие разными путями должны быть сведены воедино, переход с 6-й передачи на 7-ю и обратно осуществляется в обычном порядке, с прерыванием тягового усилия. Впрочем, в масштабах 12-ступенчатого диапазона это, наверное, не критично.
TRAXON DUAL
Компания ZF включила двойное сцепление в состав новейшей модульной трансмиссии Traxon. Правда, речь пока идет лишь об опытных образцах. В прошлом году журналистам было предложено протестировать опытный прототип 12-ступенчатой автоматизированной КП Traxon Dual, установленной на автомобиль DAF XF. Дело происходило на полигоне в Альденхофе (Германия). По словам представителя ZF, решение Traxon Dual ориентировано на использование в сегменте тяжелых магистральных грузовиков, где сегодня предлагают автомобили с так называемым «длинным» ведущим мостом (имеется в виду передаточное число 2,5:1, что позволяет двигателю работать в режиме низких оборотов). В целях дополнительной экономии топлива возможны решения с еще меньшим передаточным числом. Однако такие «длинные» ведущие мосты, скорее всего, не смогли бы оптимально использовать свои преимущества: частые переключения с прерыванием крутящего момента — не лучший вариант с точки зрения экономичности.
Коробка передач ZF Traxon Dual в ближайшее время станет серийным продуктом
Появление КП Traхon Dual позволит устранить все противоречия: проехав несколько скоростных кругов на 40-тонном автопоезде, мы убедились, что практически все переключения на пониженную передачу и обратно, например с 12-й на 11-ю, выполняются плавно и практически незаметно. Примечателен и тот факт, что на трех нижних передачах Traxon Dual существенно облегчает трогание с места: по сравнению с обычными системами эта КП выполняет переключения значительно быстрее и без каких-либо толчков.
Стратегия переключения передач в Traxon Dual именуется Тор 3. Смысл заключается в том, что делитель в Traxon не двух-, а трехступенчатый (см. схему). А вот сухое двойное сцепление такое же, как в системе Volvo I-Shift Dual Clutch — с концентрично расположенным рабочим цилиндром. Благодаря двум параллельно действующим частям механизма сцепления переключение передач через сплиттер, т.е. каждое второе переключение, происходит без прерывания тяги: это переключения с 1-й по 3-ю, с 4-й по 6-ю, с 7-й по 9-ю и с 10-й по 12-ю ступени.
Стратегия переключения передач в Traxon Dual именуется Тор 3 и подразумевает использование 3-ступенчатого делителя и 2-ступенчатой основной коробки. Благодаря двум частям механизма сцепления переключения в делителе происходят без разрыва силового потока
Смена трех оставшихся передач происходит как обычно — с размыканием сцепления и кратковременным разрывом силового потока в трансмиссии. К слову, максимальный уровень топливной экономичности и комфорта благодаря переключениям с помощью двойного сцепления обеспечивается на трех высших передачах, поскольку именно здесь выполняется 90 % всех переключений во время грузоперевозок на дальние расстояния.
EATON PROCISION
Новую серию коробок передач с двойным сцеплением для среднетоннажных грузовиков готова предложить заказчикам компания Eaton. Речь идет о трансмиссии Procision, которая предназначена, по принятой в США классификации, для грузовиков 6–7 классов. Судя по описанию, в Procision используется система многодисковых сцеплений, работающих в масляной ванне. Впрочем, идея не нова — в вышеупомянутой Fuso Duonic тоже используется принцип мокрого сцепления.
В 7-ступеннчатой КП Procision используется система двойного «мокрого» сцепления. Новинка должна появиться на рынке уже в этом году
Eaton применила технологию двойного сцепления для более эффективного ускорения и оптимизации момента переключения. В агрегат интегрированы гидравлическое управление и система охлаждения масла, которая увеличивает срок службы коробки. Сцепления многодисковые, демпфер крутильных колебаний с пятью пружинами полностью закрыт, что исключает его загрязнение. Интеллектуальная функция управления работой КП Eaton Dynamic Shifting меняет режим работы агрегата, выбирая между экономичностью и динамикой движения.
Срок службы Procision составляет 10 лет или 400 тыс. миль (около 644 тыс. км). На агрегат предоставляется трехлетняя гарантия. Первые 7-ступенчатые КП серии Pro cision должны появиться на рынке в середине 2015 года.
Источник: