Cutia de viteze cu dublu ambreiaj, datorită modului de funcționare, îmbină într-un mod eficient avantajele unei cutii de viteze manuale și ale unei automate. Cutia DSG (Direkt Schalt Getriebe; Direct Shift Gearbox), produs al companiei VW în colaborare cu Borg Warner, este o cutie de viteze cu dublu ambreiaj, controlată electronic, care deține recordul în ceea ce privește automobilele echipate (peste 3.5 milioane).
În funcție de tipul ambreiajelor utilizate, de numărul de trepte, precum și de cuplul maxim de intrare, există 3 tipuri de cutii DSG:
Cutia DSG DQ250 a fost lansată în 2003, fiind prima cutie de viteze cu dublu ambreiaj ce echipează un automobil de serie.
Primul automobil echipat cu cutia DSG a fost VW Golf Mk4 R32, urmat de Audi TT 3.2.
Cutia DSG este disponibilă pentru motoarele dispuse transversal, cu roțile motoare față precum și pentru automobilele cu tracțiune integrală. În momentul de față cutia DSG echipează majoritatea mărcilor din grupul Volkswagen (VW, Audi, Skoda, Seat).
Avantajele cutiei DSG îmbină avantajele cutiei de viteze manuală (randament ridicat, sportivitate) cât și avantajele unei cutii de viteze automate (confort, schimbare treptelor de viteză fără întreruperea cuplului motor).
CUTIE DSG (DQ250)
- radiator ulei transmisie
- pompă ulei transmisie
- modul mecatronic
- ambreiaje multidisc
Datorită controlului optim al ambreiajelor și a legilor adaptive de schimbare a treptelor de viteză cutiile DSG sunt pe placul utilizatorilor de cutii automate clasice.
De asemenea, modul manual de schimbare a treptelor precum și rapiditatea trecerii dintr-o treaptă în alta, pun cutiile DSG și în atenția celor care agreeazăcutiile de viteze manuale. Mai mult, adoptând un stil de condus economic, automobilele echipate cu cutii DSG sunt capabile de consum de combustibil comparabil cu cele cu cutii de viteză manuale.
CARACTERISTICI TEHNICE CUTIE DSG (DQ250)
Cuplul motor este transferat, prin intermediul celor două ambreiaje, arborilor de intrare în cutia de viteze. Un arbore de intrare transmite mișcarea treptelor impare (1, 3 și 5) iar cel de-al doilea treptelor pare (2, 4 și 6) și treptei de mers înapoi (R).
SECȚIUNE LONGITUDINALĂ CUTIE DSG (DQ250)
- angrenare diferențial
- treapta de mers înapoi
- treapta 6
- treapta 5
- treapta 1
- treapta 3
- treapta 4
- treapta 2
- angrenare diferențial
- diferențial
- arbore de intrare 1
- arbore de intrare 2
- ambreiaj 2
- ambreiaj 1
De exemplu, pentru a transmite cuplul motor în treapta 1, ambreiajul 1 (14) este cuplat și arborele de intrare 1 (11) este antrenat. Treapta 1 se realizează prin angrenajul (5) situat pe unul din cei doi arbori de ieșire. Fiecare arbore de ieșire angrenează cu coroana diferențialului (10) prin intermediul unor angrenaje (1 și 9). Cu treapta 1 cuplată se poate preselecta treapta a doua iar în momentul schimbării efective a treptei de viteză ambreiajul 1 se decuplează și ambreiajul 2 se cuplează preluând cuplul motor.
AMBREIAJE MULTIDISC CUTIE DSG (DQ250)
- butuc principal
- piston cuplare ambreiaj 2
- carcasa ambreiajelor
- arbore de intrare
- discuri de antrenare ale arborilor cutiei
- discuri de intrare
- pistoane cuplare ambreiaje
- garnituri de etanșare (O-ring-uri)
Pe butucul arborelui de intrare (4) este montată volanta cu masă dublă (DMF) care transmite mișcarea de la arborele cotit al motorului. Mai departe mișcarea se transmite prin intermediul carcasei (3) la discurile de intrare (6) legate rigid de aceasta și de butucul principal (1). Pistoanele de cuplare a ambreiajelor (7), controlate în presiune de calculatorul DSG, comprimă discurile acestora și transmit mișcare discurilor de antrenare a arborilor cutiei de viteze (5).
MODUL DE CUPLARE A TREPTELOR CUTIEI DSG DQ250
INTRĂRI/IEȘIRI CALCULATOR DSG
Modulul mecatronic conține calculatorul DSG, senzorii de poziție, turație, presiune și temperatură, precum și toate supapele electromagnetice. Acesta este compact și integrat în carcasa cutiei de viteze. Modulul mecatronic controlează cuplarea și decuplarea ambreiajelor și a treptelor de viteză. De asemenea controlează și circuitul de răcire al uleiului de transmisie. Calculatorul DSG primește informații de la senzori și pe baza acestora decide treapta de viteză necesară. Informația de turație intrare cutie este citită de pe carcasa ambreiajelor cu ajutorul unui senzor Hall. Această turație este de fapt turația motorului termic. Calculatorul DSG utilizează turația de intrare în cutie pentru a calcula patinarea ambreiajelor. În cazul în care senzorul de turație intrare cutie este defect, această informație se înlocuiește cu turația motorului primită de pe magistrala CAN.
Pe baza informațiilor de la cei doi senzori de turație ieșire cutie, calculatorul DSG calculează viteza de deplasare a automobilului cât și sensul de deplasare (înainte sau înapoi). Dacă cei doi senzori sunt defecți, se utilizează informația de viteză automobil trimisă de modulul ESP pe magistrala CAN. Fiecare arbore de intrare în cutia de viteze are prevăzut cate un senzor de turație Hall. Pe baza acestor informații, împreună cu turația de intrare cutie, calculatorul DSG calculează patinarea/alunecarea ambreiajelor.
De asemenea, pe baza acestor informații, se determină și starea ambreiajelor (închis/deschis) cât și modul de control al cuplării treptelor de viteză. Dacă senzorul pentru arborele 1 este defect, cutia va cupla doar treapta 2. În cazul în care senzorul arborelui 2 se defectează cutia va cupla doar treptele 1 și 3. Utilizând informația de la senzorii de presiune ambreiaje, calculatorul DSG reglează presiunea de acționare a acestora. În cazul apariției unui defect pe acești senzori, cutia va permite cuplarea doar a treptei 1, 3 sau 2, în funcție de senzorul defect.
Senzorii de temperatură sunt utilizați pentru controlul circuitului de răcire ulei. În cazul temperaturilor mari (peste 138 °C), pentru a proteja transmisia, cuplul motor este limitat. Mai mult, dacă temperatura crește și atinge valori extreme (145 °C) ambreiajele vor rămâne decuplate. Informația de la senzorii de poziție pentru furcile de acționare a sincronizatoarelor, este utilizată pentru procesul de cuplare și sincronizare a fiecărei trepte. Cei patru senzori sunt utilizați câte unul pentru o pereche de trepte: 1/3, 2/4, 6/R și 5. Levierul selector de viteze (programe) are pozițiile clasice PRND, un mod sport (S) precum și modul manual (+/-). Pe lângă butonul de blocare a poziție levierului acesta mai conține un solenoid care menține poziția fixă atunci când se întrerupe alimentarea cu energie electrică.
Poziția P (parcare) blochează levierul selector. Pentru al debloca alimentarea cu energie electrică trebuie să fie activă și pedala de frână apăsată. De asemenea trebuie acționat butonul lateral de blocare mecanică a levierului. În poziția N (neutru) toate treptele și ambele ambreiaje sunt decuplate. Dacă levierul este lăsat în poziția N mai mult timp pentru a-l muta în altă poziție trebuie apăsată pedala de frână. Modul S (sport) presupune utilizarea unor legi de schimbare a vitezelor care permit accelerații mai puternice ale automobilului. Modul manual sau Tiptronic permite comanda schimbării treptelor atât prin impulsuri date de la levierul selector cât și de la padelele aflate în spatele volanului. Avantajul continuității cuplului motor transmis, în timpul schimbării de treaptă, are impact direct asupra performanțelor dinamice ale automobilului echipat cu cutie cu dublu ambreiaj. Astfel, la cutia DSG, în timpul schimbării de treaptă, nu se mai pierde viteză deoarece cuplul motor este transmis continuu. Din acest motiv un automobil cu cutie DSG, comparativ cu unul cu cutie manuală, va avea timp de demarare mai mic.
COMPARAȚIE PROFIL VITEZĂ AUTOMOBIL ÎN REGIM DE DEMARARE
Vv – viteza automobilului
Δt – diferența de timp de demarare
Cutia de viteze cu dublu ambreiaj DSG face parte din grupul transmisiilor inovantive care s-a impus cu succes pe piața automobilelor. Aceasta îmbină eficient sportivitatea și consumul redus de combustibil, caracteristice cutiilor de viteze manuale, cu confortul și schimbarea treptei fără întreruperea cuplului motor, specifice cutiilor de viteze automate.
