Cutia de viteze cu dublu ambreiaj

    Cerințele tot mai severe legate de emisiile poluante ale automobilelor cât și dorința de a îmbunătății confortul la bordul unui automobil, au determinat utilizarea de soluții noi și în domeniul transmisiilor mecanice auto. O soluție care îmbunătățește performanțele unui automobil în ceea ce privește consumul, dinamica și confortul este cutia de viteze cu dublu ambreiaj.

Cutia cu dublu ambreiaj PDK

Foto: Cutia cu dublu ambreiaj PDK
Sursa: Porsche

    Cutia de viteze cu dublu ambreiaj este cunoscută sub numele de DCT, acronim care provine din limba engleză "Dual Clutch Transmission".

    Corect este să utilizăm termenul de transmisie cu dublu ambreiaj deoarece cutia de viteze este parte integrată din transmisie. Cu toate acestea, în continuarea articolului, vom utiliza termenul de cutie cu dublu ambreiaj, în loc de transmisie cu dublu ambreiaj, deoarece acesta este mai des utilizat în articolele legate de automobile.

    În funcție de producătorul de transmisii sau automobile, cutiile cu dublu ambreiaj sunt denumite diferit, chiar dacă principiul de funcționare este similar.

Producător automobile (transmisie) Denumirea tehnologiei DCT
Volkswagen (Borg Warner) DSG (Direct Shift Gearbox)
Porsche (ZF) PDK (Porsche Doppel Kupplunggetriebe)
Ford (Getrag) PowerShift
Fiat (FPT) DDCT (Dual Dry Clutch Transmission)
Mercedes-Benz (Getrag) SpeedShift
Mitsubishi (Getrag) TC-SST (Twin Clutch Sport Shift Transmission)
Renault (Getrag) EDC (Efficient Dual Clutch)

    Din punct de vedere cinematic, o cutia de viteze cu dublu ambreiaj este de fapt compusă din două cutii de viteze manuale, dispuse în paralel. Practic în aceeași carcasă avem două cutii de viteze, fiecare cu propriul ambreiaj, o cutie conținând treptele impare (1, 3, etc.) iar a două treptele pare (2, 4, etc.)

Cutie de viteze cu dublu ambreiaj în 6 trepte - schemă cinematică

Foto: Cutie de viteze cu dublu ambreiaj în 6 trepte - schemă cinematică
Sursa: wikipedia.org

A – arborele de intrare în cutia de viteze (arborele cotit)
B – arborele de ieșire din cutia de viteze
a1 – ambreiajul 1, pentru treptele impare 1, 3 și 5
a2 – ambreiajul 2, pentru treptele pare 2, 4 și 6
C – arborele de intrare 2 (tubular)
D – arborele de intrare 1

    Acestă configurație are marele avantaj că permite preselecția treptelor de viteze. De exemplu, când automobilul se deplasează în treapta 1 de viteză, fluxul de putere este transmis de la motor la roți prin intermediul ambreiajului 1, care este cuplat. După un anumit prag de viteză treapta 2 se selectează dar puterea se transmite tot prin treapta 1 și ambreiajul 1, deoarece ambreiajul 2 rămâne decuplat. În acestă fază avem două trepte selectate, 1 și 2, cu puterea transmisă prin ambreiajul 1. Când se trece în treapta 2 de viteză, ambreiajul 1 se deschide și ambreiajul 2 se închide.

    Datorită posibilității de a preselecta treapta de viteză ce urmează a fi utilizată, timpul de trecere de la o treaptă de viteză la alta poate fi redus până la 0.2 secunde, fără a produce șocuri și vibrații în transmisie.

   Acest mod de funcționare al cutiei de viteze cu dublu ambreiaj prezintă următoarele avantaje:

  • comparativ cu o cutie de viteze manuală:
    • schimbarea foarte rapidă a treptelor de viteză, datorită preselecției
    • schimbarea treptei de viteză se face fără întreruperea fluxului de putere
    • schimbarea lină și fără șoc a treptelor de viteză, datorită patinării controlate a ambreiajelor
  • comparativ cu o cutie automată clasică, cu hidrotransformator:
    • schimbarea mai rapidă a treptelor de viteză, datorită preselecției
    • randament mai bun, datorită lipsei hidrotransformatorului

    Mecanismele cu roți dințate ale unei cutii cu dublu ambreiaj sunt similare cu cele ale unei cutii de viteze manuale. Cuplarea treptelor de viteză de face tot prin sincronizare, singura diferență fiind dată de faptul ca la o cutie cu dublu ambreiaj cuplarea treptelor se face cu actuatoare electrohidraulice sau electrice comandate de un calculator de control și nu direct de către conducătorul auto.

    În funcție de tipul ambreiajelor și de modul de acționare al acestora cutiile cu dublu ambreiaj se clasifică în:

  • cutii cu ambreiaje multidisc, umede, acționate hidraulic
  • cutii cu ambreiaje monodisc, uscate, acționate electric

Ambreiajul dublu DualTronic

Foto: Ambreiajul dublu DualTronic
Sursa: Borg Warner

    Principalul criteriu de utilizare a unui ambreiaj multidisc umed sau a unuia monodisc uscat este cuplul motor maxim transmis. Astfel, în cazul în care, cuplul motor maxim depășește 250 Nm este de preferat să se utilizeze ambreiaje multidisc umede. Pe lângă avantajul cuplului transmis, un ambreiaj multidisc umed, disipă căldura mai ușor, nu se uzează iar cuplarea și decuplarea este mai lină și fără șocuri.

    La automobilele la care propulsorul dezvoltă sub 200 – 250 Nm utilizarea unor ambreiaje monodisc, uscate, acționare electric prezintă avantajul consumului mai scăzut de combustibil, datorită lipsei pompei de ulei și a pierderilor prin frecări mai reduse.

Dublu ambreiaj uscat

Foto: Dublu ambreiaj uscat
Sursa: LuK

    Decizia de a echipa automobilul cu o cutie cu dublu ambreiaj umed sau uscat este luată în funcție de mai multe considerente. În tabelul de mai jos sunt prezentate comparativ caracteristicile celor două soluții de ambreiaj.

Criteriul Dublu ambreiaj
uscat
Dublu ambreiaj
umed
Controlabilitatea cuplării/decuplării - +
Uzura - +
Disiparea căldurii - +
Comportamentul la temperaturi scăzute + -
Dimensiuni - +
Inerția mecanică - +
Capacitatea de transmitere a cuplului - +
Masa + -
Comfortul la schimbarea treptelor - +
Consumul de combustibil + -
Costul total + -

    Cutia de viteze cu dublu ambreiaj poate fi utilizată pentru orice arhitectură a grupului motopropulsor: tracțiune față, spate sau integrală. De asemenea acest tip de cutie de viteze poate transmite un cuplu motor de până la 1250 Nm (Bugatti Veyron).

    Toate cutiile de viteze cu dublu ambreiaj sunt controlate electronic. Acționarea ambreiajelor cât și cuplarea treptelor de viteză se face hidraulic, prin intermediul unor supape electro-hidraulice sau electric utilizând motoare electrice de curent continuu.

    Din punct de vedere al interacțiunii cu conducătorul auto nu este nici o diferență între o cutie cu dublu ambreiaj sau o cutie de viteze automată clasică. Automobilele sunt prevăzute cu selectoare de programe (P, R, N, D), iar cutia de viteze poate funcționa atât în mod automat cât și în mod manual („secvențial”).

Cota de piață europeană a transmisiilor pentru automobile (estimare)

Foto: Cota de piață europeană a transmisiilor pentru automobile (estimare)
Sursa: ZF

CVT – cutie cu variație continuă
DCT – cutie cu dublu ambreiaj
AMT – cutie automatizată (robotizată)
AT – cutie automată clasică cu hidrotransformator
MT – cutie de viteze manuală

    Atât pe piața europeană cât și pe cea mondială, cota cutiilor de viteze cu dublu ambreiaj este în continuă creștere. Datorită avantajelor pe care le are acest tip de cutie de viteze începe să devină o opțiune pentru majoritatea producătorilor de automobile.

Video - cutie de viteze cu dublu ambreiaj de la BorgWarner

Pentru a comenta articolul trebuie să vă înregistrați!

Comentarii

Login

Logo motorul anului