Jak działa dwusprzęgłowa
skrzynia biegów?

28 Lip 2020

Skrzynie biegów z podwójnym sprzęgłem, ze względu na ich zalety, są coraz częściej stosowane w nowych samochodach, więc szybko rośnie ich popularność. Warto zatem bliżej zapoznać się z tym rozwiązaniem i temu właśnie ma służyć cykl artykułów przygotowany przez firmę Schaeffler. Poprzedni, pierwszy jego odcinek poświęcony został zaletom i historii dwusprzęgłowej skrzyni biegów, w obecnym przedstawiona zostanie zasada działania takiej skrzyni i różnice między sprzęgłem suchym i mokrym.

 

Duży komfort użytkowania, precyzja zmiany przełożeń i dynamika jazdy to główne zalety dwusprzęgłowej skrzyni biegów. Zawdzięcza je ona swej dość nietypowej budowie, mówiąc w największym uproszczeniu, polegającej na tym, że oto w istocie mamy do czynienia z dwoma niezależnymi przekładniami znajdującymi w jednej obudowie. Każda z nich funkcjonuje jak klasyczna skrzynia manualna i ma własne niezależne sprzęgło. Sprzęgła te mogą być typu mokrego lub suchego.

Podczas jazdy wszystkie procesy dotyczące zmiany biegów regulowane są automatycznie. Jednostka sterująca przekazuje polecenia do mechanizmu elektrohydraulicznego albo elektromechanicznego, który włącza i wyłącza każde ze sprzęgieł. Praca układu jest precyzyjnie określona. W trakcie jazdy jedno sprzęgło jest zawsze załączone, a tym samym jedna z przekładni przenosi moment obrotowy. W tym czasie preselekcyjnie wybierany jest bieg w drugiej przekładni, gdyż jej sprzęgło jest rozłączone. Przy zmianie biegów jedno sprzęgło rozłącza się i jednocześnie załącza się to drugie. Zmiana przełożeń następuje naprzemiennie, co dla kierowcy oznacza między innymi większy komfort jazdy z uwagi na nie odczuwalne przerwy w przekazywaniu mocy podczas przyspieszania.

Za przykład może tu służyć 7-biegowa skrzynia 0AM zastosowana w dużej liczbie pojazdów z grupy VW. I tak jeżeli jazda autem ma się odbywać na biegu 1, 3, 5 lub 7, układ mechatroniki, przy pomocy siłownika, uruchamia większą dźwignię włączającą. W efekcie załączane jest sprzęgło K1, a moment obrotowy przekazywany jest z silnika na wewnętrzny wałek sprzęgłowy. Jednocześnie układ mechatroniki włącza wyższy lub niższy bieg „parzysty”, który „czeka“, aż sprzęgło K2 zostanie załączone. Gdy już zajdzie potrzeba jazdy na biegu 2, 4, 6 lub wstecznym, układ mechatroniki zwalnia dużą dźwignię włączającą, co wiąże się z rozłączeniem sprzęgła K1. W tym samym czasie przy pomocy siłownika uruchamiana jest małą dźwignię włączającą. Sprzęgło K2 zostaje załączone i moment obrotowy przenoszony jest na zewnętrzny wałek sprzęgłowy.

W standardowych sprzęgłach jednotarczowych w stanie spoczynku docisk znajduje się w pozycji zaciśniętej. Otwarcie docisku następuje przez naciśnięcie pedału sprzęgła, czego efektem jest przerwa w przekazywaniu momentu obrotowego. Proces ten zachodzi przy współudziale układu wysprzęglajacego.
W sprzęgłach typu 2CT w stanie spoczynku dociski są otwarte. Ich zamknięcie następuje poprzez nacisk na dźwignie. Mechatronika oddziałuje za pomocą siłowników na dźwignie i łożyska zasprzęglające. Z kolei dźwignie, podparte z jednej strony, przenoszą tę siłę poprzez łożyska na sprężyny talerzowe. W ten sposób następuje zamknięcie właściwego sprzęgła. Dzięki zintegrowaniu systemu samoregulacji, zużywanie okładzin tarczy jest automatycznie kompensowane, a skok siłowników mechatroniki pozostaje stały przez cały okres eksploatacji modułu LuK 2CT.

Opisywana skrzynia 0am jest tylko jednym z wielu rodzajów dwusprzęgłowych suchych skrzyń biegów. Model ten wykorzystuje dźwignie włączające sterowane siłownikami. Istnieją również inne rozwiązania, na przykład z dźwigniami włączającymi sterowanymi silnikami nastawczymi bądź wykorzystujące jednocześnie siłownik hydrauliczny i klasyczne łożysko oporowe.

Dwusprzęgłowe skrzynie biegów są w tej chwili najbardziej wydajnymi przekładniami. Liczba producentów samochodów wykorzystujących to rozwiązanie stale rośnie. Grupa Schaeffler pod marką LuK wprowadziła na rynek w 2008 roku moduł podwójnego sprzęgła suchego, a w roku 2014 moduły podwójnego sprzęgła mokrego. Budowa obu tych modułów, jak i skrzyń w których są stosowane, znacząco się różni.W zależności od rodzaju zastosowanej dwusprzęgłowej skrzyni biegów i momentu obrotowego generowanego przez silnik, inżynierowie Schaeffler założyli limity projektowe, które najlepiej obrazuje znajdujący się poniżej wykres. Limity te są związane przede wszystkim z wydajnością cieplną elementów składowych modułu sprzęgła.

Jak wiadomo, większa moc i moment obrotowy powodują wydzielanie się większej ilości ciepła w czasie załączania sprzęgła, gdy dochodzi do poślizgu między powierzchniami ciernymi. W module sprzęgła suchego ciepło gromadzone jest, a następnie rozpraszane, przez elementy wykonane z żeliwa (płytę centralną i dociski sprzęgieł). W module sprzęgła mokrego wykorzystuje się do tego dynamiczny obieg oleju.

Każde z tych rozwiązań ma swoje plusy i minusy, a producenci pojazdów wykorzystują oba w taki sposób, aby optymalnie wykorzystać ich właściwości.

 

POWIĄZANE POSTY

Zostaw Komentarz