7. Коробка передач с двумя сцеплениями. Вариаторы

Идея КПП с разделением потока мощности на два параллельных известна уже лет семьдесят. Но только к 2002 году фирма Borg Warner довела конструкцию до крупносерийного производства.

В 6-ступенчатой DSG (Direkt-Schalt-Getriebe) на одном вторичном валу расположены шестерни, позволяющие включить первую, третью, пятую и заднюю скорости, а другой вал включает вторую, четвертую и шестую передачи.

Принцип работы коробки с двумя сцеплениями заключается в последовательном включении передач обоих рядов. Машина движется на первой (одна муфта включена, один первичный вал сцеплен с маховиком), при этом на другом первичном валу уже включена вторая (муфта выключена), и в нужный момент сцепления меняются положениями, тогда на первом (уже "свободном" от маховика валу) включается третья передача. На выполнение этой операции уходит около 8 миллисекунд. Меньше, чем в случае с классическим "автоматом".

Отвечает за переключение передач и работу двойного сцепления управляющий модуль (Mechatronik), состоящий из электронного блока управления и электрогидравлических компонентов системы управления. Устройство имеет как собственные датчики, так и соединяется с шиной данных, получая практически полную информацию о движении в данный момент. За счет этого, например при прекращении давления на "газ" на четвертой передаче, система дает шестерням "свободного" вала команду переключиться не на пятую, а на третью. В состав модуля управления входят гидроцилиндры (два из них отвечают за муфты сцепления), клапаны-регуляторы давления и клапаны переключения передач.

Все компоненты коробки передач DSG включены в общий контур циркуляции масла, где также имеется создающий давление насос и радиатор.

Клиноременный вариатор состоит из 1-2 ременных передач, каждая из которых включает по 2 шкива. Каждый шкив, в свою очередь, образован 2 коническими дисками, которые способны смещаться относительно друг друга. Конические диски, совмещенные верхушками конусов, образуют между собой желобок. В желобке располагается ремень, соединяющий шкивы. Когда диски одного шкива раздвигаются - ремень опускается на дно желобка, а когда сдвигаются - поднимается выше. Сечение ремня - конической формы, сам ремень состоит из множества соединенных друг с другом металлических пластин.

Один шкив размещен на ведущем валу, а второй - на ведомом. Изменение передаточного числа происходит путем изменения диаметра шкивов - как ведущего, так и ведомого. При этом, если ведущий шкив имеет минимальный диаметр (конические диски максимально раздвинуты), то ведомый в это время наоборот - максимального диаметра. При разгоне и увеличении оборотов двигателя диаметр ведущего шкива увеличивается, а ведомого, соответственно - уменьшается.

Фиксированных передач здесь нет, за счет чего разгон получается плавным и лишенным привычных рывков при переключении. Раскручивать двигатель для перехода на более высокую передачу в случае с вариатором также не приходится. Двигатель работает на постоянных оборотах, а благодаря изменению диаметра шкивов меняется передаточное число и происходит разгон автомобиля.

Тороидный вариатор - еще один распространенный тип вариатора - отличается отсутствием клиновидного ремня. Представляет собой два расположенных на одной оси диска, между которыми располагаются металлические шарики (ролики). Диски аналогичны по функциям шкивам клиноременного вариатора. Изменение передаточного числа в данном случае происходит за счет смещения шариков и изменения радиуса их контакта с поверхностями дисков. Крутящий момент в тороидном вариаторе передается за счет сил трения шариков о поверхности дисков. За перемещение шариков отвечает гидравлический привод.

Кроме того, в конструкцию типичного вариатора входит планетарный редуктор и блок управления. Первый обеспечивает возможность движения задним ходом, ведь сам по себе вариатор (в силу особенностей строения) на это не способен. Устройство и принцип работы планетарного редуктора полностью аналогичны применяемому в автоматической коробке передач.

Блок управления представляет собой набор микросхем и управляет работой всей системы (регуляция движения шкивов, управление сцеплением и планетарным редуктором).