Коробка передач DSG содержит в принципе два независимо действующих ряда передач. По своему действию каждый ряд передач подобен обычной механической коробке передач, переключаемой от руки. При этом каждому ряду передач соответствует своя многодисковая муфта сцепления. Обе многодисковые муфты сцепления работают в масле. Муфты размыкаются и замыкаются по командам модуля управления Mechatronik, который регулирует также переходные процессы при переключении передач.
Многодисковая муфта K1 служит для включения первой, третьей и пятой передач, а также передачи заднего хода. Вторая, четвертая и шестая передачи включаются посредством многодисковой муфты K2. Принцип работы коробки передач заключается в последовательном включении передач обоих рядов: если одна из муфт передает крутящий момент на включенную передачу соответствующего ей ряда, то вторая муфта разомкнута, но уже включена следующая передача связанного с ней ряда. Все передачи предварительно включаются посредством синхронизаторов обычного типа.
Принципиальная схема коробки передач
Передача крутящего момента на коробку передач
Крутящий момент с коленчатого вала двигателя передается на двухмассовый маховик. Далее передача крутящего момента производится через разъемное шлицевое соединение маховика с входной ступицей коробки передач. Входная ступица жестко соединена с ведущим диском сдвоенного сцепления. Ведущий диск сдвоенного сцепления соединен посредством корпуса муфты K1 с главной ступицей сцепления. С этой же ступицей соединен корпус муфты K2.
Многодисковые муфты сцепления
Крутящий момент подводится к каждой из муфт через ее корпус. Если муфта замкнута, крутящий момент передается на ее ступицу и далее на соединенный с ней первичный вал. Многодисковая муфта передает крутящий момент только за счет сил трения между дисками.
Муфта K1
Многодисковая муфта K1 образует внешнюю часть блока муфт сцепления. Она служит для передачи крутящего момента на первичный вал 1, обслуживающий первую, третью и пятую передачи, а также передачу заднего хода. Замыкание муфты K1 производится под давлением масла, подводимого в ее гидроцилиндр.
Перемещающийся под давлением масла поршень 1 сжимает пакет дисков муфты K1. В результате этого крутящий момент передается на диски, вращающиеся вместе с ее ступицей и соединенным с ней первичным валом 1. При размыкании муфты поршень 1 отжимается диафрагменной пружиной в исходное положение.
Муфта K2
Многодисковая муфта K2 образует внутреннюю часть блока муфт сцепления. Она служит для передачи крутящего момента на первичный вал 2, обслуживающий вторую, четвертую и шестую передачи. Замыкание муфты K2 производится под давлением масла, подводимого в ее гидроцилиндр. При этом перемещающийся под давлением масла поршень 2 сжимает пакет дисков муфты K1, обеспечивая передачу крутящего момента на первичный вал 2. При размыкании муфты поршень 2 отжимается в исходное положение винтовыми пружинами.
Первичные валы
Развиваемый двигателем крутящий момент передается посредством многодисковых муфт K1 и K2 на первичные валы коробки передач.
Первичный вал 2
Ввиду особенностей конструкции коробки передач целесообразно рассмотреть сначала первичный вал 2, а затем – первичный вал 1. Первичный вал 2 выполнен полым; муфта K2 установлена на нем на шлицах. На этом валу установлены шестерни второй, четвертой и шестой передач. Для четвертой и шестой передачи используется одна общая ведущая шестерня.
Частота вращения первичного вала 2 измеряется посредством датчика G502, который взаимодействует с задающим диском, установленным рядом с шестерней второй передачи.
Первичный вал 1
Первичный вал 1 проходит внутри полого первичного вала 2. С муфтой K1 он соединен также посредством шлиц. На нем установлены: шестерня пятой передачи, общая шестерня первой передачи и передачи заднего хода, а также шестерня третьей передачи. Частота вращения этого вала измеряется посредством датчика G501, взаимодействующего с задающим диском, расположенным между шестерней первой передачи и передачи заднего хода.
Следует иметь ввиду, что задающие диски датчиков частоты вращения могут быть повреждены в результате действия на них сильного магнитного поля!
Вторичные валы
В двухрядной коробке передач двум первичным валам соответствуют два вторичных вала. Благодаря использованию одних и тех же шестерен для первой передачи и передачи заднего хода, а также для четвертой и шестой передачи, удалось существенно сократить длину коробки передач.
Вторичный вал 1
На вторичном валу 1 расположены:
- шестерни первой, второй и третьей передач, включаемые посредством трехколечных синхронизаторов;
- шестерня четвертой передачи, включаемая посредством одноколечного синхронизатора, и
- ведущая шестерня главной передачи.
Установленная на вторичном валу ведущая шестерня постоянно находится в зацеплении с ведомой шестерней главной передачи, которая служит для передачи крутящего момента на дифференциал.
Вторичный вал 2
На вторичном валу 2 расположены:
- задающий диск датчиков частоты вращения на выходе коробки передач;
- ведомые шестерни пятой и шестой передач, а также шестерня передачи заднего хода;
- ведущая шестерня главной передачи.
Оба вторичных вала передают крутящий момент на дифференциал через принадлежащие им ведущие шестерни главной передачи.
Вал заднего хода
Вал заднего хода обеспечивает изменение направления вращения вторичного вала 2 и вместе с ним ведущей шестерни главной передачи. Одна из шестерен этого вала находится в зацеплении с установленной на первичном валу 1 шестерней первой передачи и заднего хода, а другая его шестерня находится в зацеплении с шестерней заднего хода, соединяемой с вторичным валом 2.
Дифференциал
Оба вторичных вала передают крутящий момент на соединенную с дифференциалом ведомую шестерню главной передачи. С дифференциала крутящий момент передается на шарнирные валы приводов колес. В дифференциал встроен также венец стояночной блокировки коробки передач.
Стояночная блокировка
Стояночная блокировка коробки передач должна предотвращать непреднамеренное перемещение автомобиля с незатянутым стояночным тормозом. Механизм стояночной блокировки встроен в дифференциал. Включение стояночной блокировки производится чисто механически, а именно, посредством троса, связывающего рычаг селектора с рычагом привода блокировки на корпусе коробки передач. Этот трос используется исключительно для управления стояночной блокировкой.
Принцип действия
Стояночная блокировка включается при установке рычага селектора в положение "P". При этом собачка входит в зацепление с зубчатым венцом стояночной блокировки. Стопорная пружина фиксирует рычаг привода блокировки и вместе с ним собачку в рабочем положении.
Если собачка попала на зуб венца блокировки, пружина 1 сжимается при повороте рычага привода блокировки. При незначительном перемещении автомобиля собачка заходит в ближайший проем между зубьями. Этому способствует разжимающаяся пружина 1. Снятие стояночной блокировки производится при выводе рычага селектора из положения "P". При этом движок перемещается вправо в его исходное положение, а пружина 2 выводит собачку из зацепления с зубьями венца.
Синхронизаторы
Включение какой-либо передачи производится в результате соединения скользящей муфты синхронизатора с зубчатым венцом включаемой шестерни. Функция синхронизатора заключается в выравнивании частот вращения скользящей муфты и включаемой шестерни. Основная работа выполняется при этом латунными кольцами синхронизатора с молибденовым покрытием.
Первая, вторая и третья передачи включаются посредством трехколечных синхронизаторов. Эти синхронизаторы имеют существенно большие поверхности трения, чем синхронизаторы с одним блокирующим кольцом. Эффективность синхронизатора повышается с увеличением поверхностей, через которые отводится тепло.
В результате ускоряется синхронизация при включении низших передач, для которых характерны относительно большие перепады в частотах вращения. При этом также снижаются усилия, необходимые для включения передач. Четвертая, пятая и шестая передачи включаются посредством одноколечных синхронизаторов, так как перепады частот вращения при переключении этих передач относительно невелики. Выравнивание частот вращения при этом происходит достаточно быстро. Поэтому усложнение конструкции синхронизаторов в данном случае не оправдано. Передача заднего хода включается посредством двухколечного синхронизатора.
Трехколечный синхронизатор
В состав трехколечного синхронизатора входят:
- наружное блокирующее кольцо,
- промежуточное кольцо,
- внутреннее блокирующее кольцо и
- конус трения на включаемой шестерне.
Одноколечный синхронизатор
В состав одноколечного синхронизатора входят:
- блокирующее кольцо и
- конус трения на включаемой шестерне.
Передача крутящего момента в трансмиссии автомобиля
Развиваемый двигателем крутящий момент передается с двухмассового маховика на коробку передач DSG. Далее крутящий момент передается у переднеприводных авто непосредственно на шарнирные валы привода колес.
У полноприводных авто дополнительно предусмотрена угловая передача, через которую часть мощности двигателя передается на задние колеса. Отведенный угловой передачей крутящий момент передается через карданный вал на муфту Haldex и далее на задний редуктор с дифференциалом.
Потоки мощности на различных передачах
Подвод крутящего момента к коробке передач осуществляется выборочно через наружную муфту сцепления K1 или через внутреннюю муфту сцепления K2. Каждая из этих муфт связана со своим первичным валом. Через муфту K1 осуществляется привод первичного вала 1, а через муфту K2 приводится первичный вал 2. Первичный вал 1 проходит внутри полого первичного вала 2.
Передача мощности в направлении к дифференциалу производится различными путями, а именно:
- через вторичный вал 1, если включена первая, вторая, третья или четвертая передача;
- через вторичный вал 2, если включена пятая или шестая передача, или же передача заднего хода.
Первая передача
Муфта K1, первичный вал 1, вторичный вал 1, дифференциал.
Вторая передача
Муфта K2, первичный вал 2, вторичный вал 1, дифференциал.
Третья передача
Муфта K1, первичный вал 1, вторичный вал 1, дифференциал.
Четвертая передача
Муфта K2, первичный вал 2, вторичный вал 1, дифференциал.
Пятая передача
Муфта K1, первичный вал 1, вторичный вал 2, дифференциал.
Шестая передача
Муфта K2, первичный вал 2, вторичный вал 2, дифференциал.
Передача заднего хода
Муфта K1, первичный вал 1, вал заднего хода, вторичный вал 1, дифференциал.
Изменение направления вращения при включенной передаче заднего хода обеспечивается посредством вала заднего хода.
