В революционной коробке передач Direct-Shift Gearbox (DSG) есть преимущества традиционной 6-ступенчатой механической КПП соединены с возможностями современного "автомата" – такое заявление сделали представители немецкого концерна Audi после представления миру своей новой разработки.

Секвентальная коробка передач — то же, что и роботизированная коробка передач. Отличие в принципе переключения: в роботизированной переключение передач происходит электродвигателем, а в секвентальной переключение передач происходит гидравликой (гидронасос установлен в коробке передач). В секвентальной или роботизированной коробке передач присутствуют все элементы механической коробки и сцепления. Функции включения/выключения сцепления и переключения передач автоматизированы. Применение секвентальной коробки передач позволяет производить переключение передач без разрыва потока мощности и крутящего момента.

Название произходит от лат. "sequensum" - последовательность. Примеры: DSG S-tronic (Audi) AMG Speedshift MCT (Mercedes-Benz)

DSG: история

800x600 1024x768 1280x800 1280x1024 1600x1200

Стоит ли лишний раз напоминать о том, что у создателей quattro – накоплены богатые традиции в разработке новых технологий в области трансмиссии и их использовании в серийных автомобилях, и коробка передач Direct-Shift Gearbox (DSG) – лишь еще одна веха в истории серийных автомобилей Audi. На самом деле принцип работы DSG уже использовался Audi в автоспорте. Еще в 1985 году Audi применила КПП с двумя сцеплениями для легендарного Audi Sport quattro Вальтера Рорля. На своем раллийном болиде Audi Sport quattro S1 гонщик одержал множество побед на различных соревнованиях, включая легендарную гонку Pikes Peak Hill Climb.

Основой для новой разработки послужила трехвальная 6-ступенчатая механическая коробка передач с широким диапазоном передаточных чисел. Благодаря использованию двух соосных многодисковых сцеплений с оригинальной системой управления можно одновременно ввести в зацепление две передачи.

Коробка передач DSG была разработана в рамках концерна и изготавливается на заводе в городе Касселе. В серийных моделях новая конструкция обеспечивает плавную и точную работу коробки передач и обладает максимальным ресурсом эксплуатации при повседневном использовании. Несмотря на ее компактные размеры, этот агрегат рассчитан на передачу крутящего момента до 350 Нм.

DSG: принцип работы

Во время динамичного управления автомобилем задействуется одна передача. Когда обороты двигателя достигают точки включения следующей передачи, нужная передача выбирается заранее, но ее сцепление остается разомкнутым. Сервомеханизм переключения передач одновременно размыкает сцепление включенной передачи и замыкает другое сцепление. Переключение передач происходит под нагрузкой, и в результате обеспечивается непрерывный поток мощности.

800x600 1024x768

В сравнении с автомобилями, оснащенными механической 6-ступенчатой коробкой передач, машины, оснащенные DSG, проигрывают лишь доли секунды – ведь процесс подключения передачи официально занимает 0.2 секунды. Преимущество над традиционной автоматической коробкой передач с гидротрансформатором более ощутимо, так как в обычном "автомате" потери энергии более существенны из-за его конструктивных особенностей.

Встроенное логическое устройство управления позволяет оптимально выбирать передачи для их молниеносного переключения, которое, тем не менее, происходит плавно и почти неощутимо. При желании водитель может переключать передачи и определять временной интервал их переключения при помощи обычного селектора или, как на гоночном болиде, посредством подрулевых переключателей.

DSG: режимы работы

В автоматическом режиме водитель может включить режим Sport, в котором коробка передач значительно "придерживает" включение повышенной передачи, более часто включает пониженные передачи, а сам процесс переключения ускоряется. Переключение при помощи рычажков на рулевом колесе временно переводит коробку в ручной режим даже при работе в автоматических режимах Drive и Sport.

800x600 1024x768 1280x800 1280x1024 1600x1200

Как и в обычной механической коробке передач, соответствующие пары шестерен находятся на первичном и промежуточном валах. Но в отличие от "механики", первичный вал разделен на две части – он состоит из внутреннего и полого наружного вала. Первая, третья и пятая передачи, а также задняя передача расположены на внутреннем валу. На полом валу расположены вторая, четвертая и шестая передачи.

Каждый из этих валов включается посредством отдельного многодискового сцепления в масляной ванне. Для максимальной экономии места два многодисковых пакета с электронным управлением и гидроприводом установлены внутри друг друга.

В режиме Auto водитель вообще может забыть о рычаге коробки передач, от него требуется лишь нажимать на педаль газа. С увеличением (либо — с уменьшением) скорости электронный блок управления коробки переключает передачи самостоятельно. Возникает ощущение троллейбусной тяги.

В случае с «механикой», при переключении передач водитель сначала выключает одну и включает другую передачу, производя последовательные движения рычагом коробки передач (не забывая при этом выжать сцепление). Коробка DSG выполняет все эти действия (размыкание и замыкание нужной шестерни) одновременно, за счет чего динамика разгона автомобиля значительно улучшается не только по сравнению с автоматическими коробками, но и традиционными механическими.

Единственный нюанс: переключение происходит лишь на последующую передачу, которая уже выбрана блоком управления. «Перескакивание» через передачу (с 4-ой на 6-ю, например) невозможно.

DSG: преимущества и недостатки

Кроме их высокого КПД и возможности передавать высокий крутящий момент, сцепления такого типа позволяют по-разному трогаться с места. Иными словами, многодисковое сцепление позволяет разгоняться либо мягко и осторожно, например, на скользкой дороге, либо по-спортивному, утопив педаль газа в пол.

800x600 1024x768 1280x800 1280x1024

Переключение передач осуществляется при помощи электроники. Это означает, что между селектором и коробкой передач отсутствует механическая связь – сигнал на переключение передач формируется электроникой (принцип аналогичный реализованному при создании системы drive-by-wirе). Электронный блок управления и электрогидравлический блок управления расположены в верхней части коробки передач. Блок управления коробкой передач анализирует сигналы с двенадцати отдельных датчиков, и, таким образом, обеспечивается точное соответствие алгоритма работы коробки передач текущим дорожным условиям.

Электроника также рассчитывает предварительный выбор следующей передачи, располагая соответствующим образом исполнительный цилиндр и вилку включения передач, и управляет всеми исполнительными механизмами, а также контуром масляного охлаждения посредством шести регулировочных и пяти двухпозиционных клапанов.

Преимущества коробки с двойным сцеплением DSG:

1. Быстрое переключение передач. На их переключение автоматика затрачивает не более 8 мс. Это в два раза быстрее, чем секвентальная коробка суперкара Ferrari Enzo!
2. Топливная экономичность. Расход топлива поистине впечатляет: по сравнению с обычным «автоматом» экономия достигает 20%!
3. Потеря мощности практически отсутствует. Водитель и пассажиры не ощущают рывков, которые сопровождают смену передачи в обычных ступенчатых трансмиссиях.

Недостатки системы DSG:

1. Относительная «задумчивость» при ручном переключении на передачу, которую совсем не ожидает автоматика. Эта процедура занимает до 400 мс.
2. Коробка DSG более тяжелая в сравнении с обычной механической трансмиссией (75 кг против 45 кг).
3. Из-за своей сложности система потенциально менее надежна. Поскольку автомобили с коробками DSG начали выпускаться сравнительно недавно (2003 год), данных о надежности коробки передач пока недостаточно.
4. Дороговизна в производстве (коробка DSG предлагается в качестве опции).
5. Некоторые ограничения по максимальному крутящему моменту.

Аналоги DSG

800x600 1024x768 1280x800 1280x1024 1600x1200

Пионером в области в области производства коробок с двумя сцеплениями, казалось бы, является Volkswagen. Именно он в 2003 году представил первое поколение DSG на хэтчбеке Golf R32. На самом деле, коробка передач с двойным сцеплением была разработана известным поставщиком высокотехнологичных компонентов для многих автопроизводителей — BorgWarner, а шустрые немцы просто первыми купили лицензию на использование коробки в собственных автомобилях. Разумеется, новинку использовали и в дочерней Audi, где коробка DSG была переименована в S-tronic и впервые появилась на модели TT в том же 2003 году (в обоих случаях коробка сочеталась с двигателем 3.2 V6 и полным приводом).

Первое поколение DSG имело 6 ступеней и могло использоваться только на автомобилях с поперечным расположением двигателя, с передним или полным приводом. Это в достаточной мере ограничивало спектр применения DSG на автомобилях Audi, где двигатель располагается продольно. Кроме того, при разработке новой трансмиссии основной упор делался на ее компактность, так как предполагалось ее использование на небольших автомобилях, вроде Volkswagen Polo, Volkswagen Golf, Audi A3, Audi TT. Поэтому первая DSG могла «переваривать» не более 350 Нм крутящего момента.

Справедливости ради, стоит отметить, что уже в 2003 году коробка DSG устанавливалась не просто на мощный суперкар, а на самый быстрый автомобиль в мире — Bugatti Veyron. Это был 7-ступенчатый вариант DSG, который специально для Veyron производила британская компания Ricardo (в отличие от 6-ступенчатого варианта, который поставлялся американцами из BorgWarner). Это, пожалуй, одно из самых лучших доказательств эффективности новой коробки. Вдобавок, даже такая консервативная компания, как Porsche, которая использует только проверенные временем решения, решилась на установку КПП с двойным сцеплением («PDK», Porsche Doppelkupplung) на новый 911 Turbo. Именно на «Бугатти» коробка DSG, по сути, и дебютировала впервые. На Volkswagen/Audi состоялся ее уже повторный дебют, который сделал эту техническую новинку действительно массово доступной и популярной.

800x600 1024x768

Второе поколение DSG/S-Tronic от BorgWarner уже 7-ступенчатое и спокойно справляется с максимальным крутящим моментом до 550 Н/м, а значит — может применяться и на мощных спортивных автомобилях. Первым авто с новой 7-ступенчатой коробкой DSG стал VW Golf с двигателями 1.4 TSI и 1.9 TDi. Новая коробка разработана и поставляется на заводы VW все тем же BorgWarner, а ее полное название — BorgWarner DQ200 DSG.

Сегодня коробки передач с двойным сцеплением имеют в своем арсенале или готовят к производству BMW («M DCT», доступна на модели BMW M3), Mercedes-Benz, Ford («Powershift»), FIAT (появится совсем скоро). Готовит к запуску подобную систему и Porsche. Nissan также использует продукт BorgWarner на спортивном GT-R (система называется «Dual Tronic»). Нетрудно догадаться, что все компании используют решение от BorgWarner, а значит технологически варианты от разных производителей не отличаются.