Коробка передач прямого переключения (с двойным сцеплением) DSG от Volkswagen и S-tronic от Audi

ГлавнаяСтатьи → Коробка передач прямого переключения (с двойным сцеплением) DSG от Volkswagen и S-tronic от Audi

Коробка передач прямого переключения (с двойным сцеплением) DSG от Volkswagen и S-tronic от Audi

Вступление 

В данной статье рассматриваются основные достоинства и недостатки трансмиссии DSG, принципы ее работы и типичные проблемы. S-tronic – это версия КПП прямого переключения от компании Audi. 

Следует отличать КПП прямого переключения от обычной автоматической планетарной трансмиссией с гидротрансформатором. Типтроник (Tiptronic) – это термин, используемый компаниями VW и Audi для обозначения немеханической трансмиссии, позволяющей переключать передачи без рычага. На рисунке ниже изображена в разрезе механическая коробка передач и трансмиссия DSG с двумя сцеплениями. 

 

 DSG

 

Принцип работы КПП с двойным сцеплением

Коробка передач DSG от Volkswagen представляет собой шестискоростную трансмиссию с двойным сцеплением с автоматическим переключением скоростей. Ее внутреннее устройство напоминает механическую трансмиссию и имеет гидроблок («мозг») под названием «мехатроник», который контролирует переключение передач. В настоящее время трансмиссии с двойным сцеплением производятся фирмами VW, Аudi и Borg Warner. Они лучше стандартных автоматических коробок и хорошо подходят для автомобилей с турбодвигателем, так как стабильная подача мощности помогает непрерывно раскручивать турбину. Главный недостаток такой коробки по сравнению с традиционной механической состоит в том, что она более массивная и труднее поддается модификации. Трансмиссионную жидкость и фильтр рекомендуется менять каждые 40 тысяч миль (≈ 64 тыс. км). К 2011 году концерн Volkswagen Group изготовил около 3,5 миллионов трансмиссий с двойным сцеплением. Производятся они в основном в Касселе (Германия), и лишь небольшая часть – в Даляне (Китай). 

 

 DSG power

 

Впервые трансмиссии с двойным сцеплением появились в США в 2003 году – ими были оснащены модели New Beetle TDI и Audi TT 2004-го модельного года. В том году в New Beetle с бензиновым двигателем все еще стояла автоматическая коробка передач. Начиная с 2005 года автомобиль VW Jetta TDI 5-го поколения тоже стал оснащаться коробкой DSG. Со временем автомобили Volkswagen премиум-класса постепенно перешли с автоматической коробки передач на КПП с двойным сцеплением, хотя базовые модели до сих пор имеют автоматическую трансмиссию. 

 

Подрулевые лепестковые переключатели скоростей появились в автомобилях с дизельными двигателями TDI (с непосредственным впрыском и турбонаддувом) и коробками передач DSG в 2010 году, но их можно подогнать под более ранние автомобили 5-ого поколения и под новые – 6-ого поколения. Основной переключатель передач выглядит как обычный селектор АКПП с режимами «park» , «drive», «sport», и т.д., а также с функцией «типтроник» (tiptronic). Во всех автомобилях, оснащенных трансмиссией с двойным сцеплением, на рычаге переключения передач должна быть надпись «DSG» (как показано на фото справа – на рычаге в автомобиле New Beetle 2004 года). Рычаг переключения передач имеет положения P R N D, так же как в автоматической коробке. Положение S (sport) означает спортивный режим, а значки «+» и «-» предусмотрены для режима «типтроник». 

 

Кто-то говорит, что трансмиссия DSG «обучается» манере вождения водителя, но технически это неверно. Трансмиссия DSG адаптирует свое поведение к таким переменным параметрам, как внутренний износ, режим езды (D или S) и другим исходным факторам, как, например, положение дроссельной заслонки, скорость изменения ее положения на подъёмах и спусках, и применяет эти переменные величины к существующей схеме переключения передач. Обучение – неверный термин, так как он означает новое знание, которого раньше не было, но ведь коробка передач не может «выучить» ничего нового, она только применяет переменные параметры к существующим схемам переключения передач. Какой-то инженер уже определил и проверил на практике, как зависят друг от друга схемы переключения передач и переменные параметры. Нет такого универсального исходного параметра как «манера вождения». Распознавание реакции на стиль вождения – это результат изменения переменных величин, применяемых к схеме переключения передач. Так что трансмиссия действительно адаптируется, но не так, как большинство из нас думает. И хотя термин «обучение» может использоваться в рекламных материалах, при описании технической эксплуатации он неуместен. 

 

В этой статье мы обратим особое внимание на шестискоростную КПП DSG, распространенную в Северной Америке, хотя существует также семискоростная DSG для переднеприводных автомобилей (с поперечным расположением двигателя) и заднеприводных автомобилей (с продольным расположением двигателя и коробки передач). Семискоростная DSG с поперечной компоновкой не используется в Северной Америке из-за своего ограничения по величине передающего крутящего момента (максимальный крутящий момент – 184 фунт-фут), а у нас (в США) нет таких низкомощных двигателей. Основное отличие семискоростной КПП – дополнительная передача и сухое сцепление против мокрого сцепления шестискоростной трансмиссии. Дополнительные передачи и сухое сцепление должны улучшить технические характеристики и топливную экономичность двигателя, но сухое сцепление не охлаждается жидкостью и может иметь ограничения в режиме пуска. Именно из-за ограничения крутящего момента семискоростная трансмиссия на двигателях TDI в США в ближайшее время не появится.  В любом случае, дизели TDI имеют настолько широкий диапазон значений крутящего момента, что шестискоростной трансмиссии DSG более чем достаточно для их отличной работы. 

 

Ниже представлено видео, которое объясняет, как работает трансмиссия с двумя сцеплениями Porsche PDK (Porsche Doppel Kupplungen, Porsche double klutch). Не смотря на то, что ZF и Porsche создали коробку PDK независимо от компании Borg Warner, которая разработала коробку DSG/S tronic, принцип действия у них одинаков и объяснение на видео применимо к обеим трансмиссиям. Существует также коробка передач с двойным сцеплением от Mitsubishi (производства компании Getrag); другие автопроизводители тоже имеют свои версии. 

 

 

 

 

Преимущества и недостатки трансмиссии с двойным сцеплением 

Трансмиссия с двойным сцеплением имеет много преимуществ перед автоматической коробкой передач. В автоматическом режиме она также удобна в использовании. Она легче и паразитная потеря мощности в ней гораздо меньше. Также следует отметить более быстрое переключение передач и меньший расход топлива по сравнению с автоматикой. Кроме того, КПП с двойным сцеплением обеспечивает лучшую динамику автомобиля и более плавное переключение передач в сравнении с механической трансмиссией. На самом деле, если на спортивный автомобиль новейшего поколения поставить трансмиссию с двойным сцеплением, а все остальное оставить как есть, он станет ездить быстрее. Так как механизм не допускает пропусков при переключении передач и сцепления почти всегда включены, трансмиссия DSG обеспечивает более стабильную подачу мощности, особенно в автомобилях с турбонаддувом. Если у вас механическая КПП, вы должны отпустить педаль газа, чтобы выровнять обороты валов, и при этом прерывается поток мощности на трансмиссию. В трансмиссии с двойным сцеплением перерыв в подаче мощности очень краток, что помогает поддерживать нагрузку на двигатель и непрерывно раскручивать турбину. Трансмиссия с двойным сцеплением также компенсирует неопытность водителя в переключении скоростей. 

 

Также коробка передач с двойным сцеплением особо полезна для водителей с больными коленями или родственниками, которые против ручной коробки (или вы терпеть не можете переключение передач в их исполнении). Коробка DSG имеет некоторые особенности, о которых более подробно будет рассказано ниже.  

Несмотря а все эти преимущества, я все же считаю, что механическая трансмиссия лучше подойдет опытному водителю, который не имеет ничего против того, чтобы переключать передачи вручную. Помимо всего прочего, механика дает водителю возможность свести к минимуму расход топлива, что является одним из самых больших плюсов дизельных двигателей TDI. Она также дешевле и лучше переносит процедуры увеличения мощности и плохое техническое обслуживание. Трансмиссия с двойным сцеплением нуждается в постоянной замене жидкости каждые 40 тысяч миль (≈64 тыс. км). Для сравнения, трансмиссионное масло для традиционной механической коробки может протянуть от 60 до 100 тысяч миль (≈ 96 – 160 тыс. км) при нормальной эксплуатации. Многие частные авторемонтные мастерские и даже некоторые дилерские центры не имеют большого опыта в техническом обслуживании трансмиссий DSG, так как они относительно новые. КПП с двойным сцеплением не позволит вам довести число оборотов двигателя до красной черты, – она переключит передачу при приближении стрелки тахометра к красной зоне. 

 

Среди минусов трансмиссии с двойным сцеплением также следует упомянуть потенциально низкую надежность, более высокие издержки по замене деталей и бо́льший вес по сравнению с механической КПП. Теоретически, коробка с двойным сцеплением в автомобиле с турбодвигателем TDI должна обеспечить лучшие ходовые характеристики, однако, увеличенный вес и бо́льшие паразитные потери мощности ухудшают эти характеристики в сравнении с механикой. Сцепления в трансмиссии DSG смазываются смазочно-охлаждающей жидкостью, что увеличивает паразитные потери мощности, в отличие от сухого сцепления. По сей день реальное различие в качестве работы между механикой и трансмиссией DSG (в сочетании с газовым/дизельным четырехцилиндровым двигателем VW/Audi) не является статистически значимым и зависит от водителя, внешних условий, шин и двигателей. 

 

Увеличение мощности 

В то время как заявленная максимальная величина крутящего момента коробки с двойным сцеплением составляет 258 фунт-фут, она может выдерживать больше мощности. Стандартный крутящий момент двигателя TDI – 170-236 фунт-фут, в зависимости от двигателя. Компания HPA motorsports создала приборы для испытания двигателей при максимальной мощности для автомобилей Volkswagen, и никаких неожиданных проблем в результате не обнаружилось. Они рекомендуют менять трансмиссионную жидкость на высокомощных модифицированных автомобилях каждые 10 тысяч миль (≈ 16 тыс. км). И, конечно же, то, как вы будете использовать доступную мощность и как часто будете осуществлять буксировку и разгон, повлияет на срок службы трансмиссии и жидкости. В автомобилях с двигателем TDI электронный блок управления ECU имеет ограничитель крутящего момента, чтобы никакие процедуры увеличения мощности не вызвали превышение предельного значения крутящего момента для трансмиссии DSG. Для того, чтобы получить все преимущества увеличения мощности, вам может понадобиться тюнинг трансмиссии DSG. Компания El-Cars наряду с увеличением мощности предоставляет услуги по тюнингу коробок DSG для автомобилей, выпущенных начиная с 2009 года. 

 

Если вам нужно значительно увеличить мощность автомобиля, вам также может понадобиться новое сцепление. Замена сцепления обычной механической трансмиссии не представляет особых трудностей, однако, чтобы найти место, где вам смогут найти и установить сцепления трансмиссии DSG, вам придется постараться.  

Новая семискоростная DSG, которая стоит на Audi S5, может выдерживать до 406 фунт-фут крутящего момента, но она используется в сочетании с продольно расположенным двигателем, это не ведущий мост в блоке с коробкой передач (transaxle), который используется с четырехцилиндровым двигателем TDI. Новая семискоростная DSG на автомобиле Euro Golf/plus предназначена для маломощных двигателей и ограничена 184 фунт-футами крутящего момента. 

 

Надежность и типичные проблемы трансмиссии с двойным сцеплением 

КПП с двойным сцеплением – хороший технологический продукт, но он все же относительно новый по сравнению с механической коробкой. Поэтому продленная заводская гарантия может распространяться на любую потенциальную неисправность, которая появится только по достижении автомобилем определенного возраста и пробега. Просто читайте внимательно, на что распространяется продленный срок гарантии и условия ее предоставления, потому что контракты зачастую составлены так, чтобы исключить многие виды ремонта, всякие «быстроизнашиваемые детали», или исключить оборудование, если не имеется точных данных о его техническом обслуживании.  

 

Ниже описаны самые распространенные проблемы, известные нам. Если вы сообщите дилеру о проблемах, связанных с управляемостью или безопасностью автомобиля, кто-то может сказать вам ездить дальше, потому что ремонт не может быть выполнен в данный момент из-за отсутствия нужной детали на складе. 

 

Расследование, проведенное Национальным управлением по безопасности дорожного движения США 

Национальное управление по безопасности дорожного движения США (NHTSA) недавно начало расследование причин потерь мощности и неровной, прерывистой подачи мощности в трансмиссию DSG. Количество поврежденных трансмиссий DSG невелико, но зарегистрированные неисправности, которые и послужили поводом для расследования, довольно серьезны и могли бы привести к поломке. Расследование не ограничено автомобилями с двигателями TDI, его объектами являются все коробки с двойной трансмиссией на автомобилях Volkswagen/Audi. Номер расследования, начавшегося 17 июля 2009 года, – PE09035, оно охватывает модели 2008-2009 годов выпуска. 

Для некоторых трансмиссий с двойным сцеплением характерно запаздывание включения сцепления и подачи мощности из положения полной остановки, это считается нормальным, водители ожидают этого и могут это скомпенсировать. Есть и более серьезные проблемы, например, когда коробка начинает жить своей жизнью и сама включает нейтраль без видимых причин и не может переключиться обратно в режим drive (движение вперед) во время движения. Такого рода проблемы свойственны не только трансмиссии DSG или автомобилям Volkswagen – они могут возникнуть в машине любой марки с бракованной деталью или дефектной конструкцией. Тем не менее, имело место еще множество нетипичных проблем помимо тех случаев, которые привели к инициированию данного расследования. В конечном счёте, начатое расследование говорит о том, что есть зарегистрированные проблемы, которые заслуживают дальнейшего расследования, и это единственный вывод, который нам следует сделать из данного дела.   

 

Отзыв датчиков температуры

В августе 2009 года компания Volkswagen была вынуждена отозвать температурные датчики коробок передач DSG, выпущенных в 2009 и 2010 годах. Дефектные модели были изготовлены между августом и сентябрем 2009 года. Неисправность датчика температуры может привести к загоранию сигнальных ламп на приборной панели и переключению трансмиссии на нейтраль. Как оказалось, оба нижеописанных датчика объединены в один узел. Вероятно, в этом и кроется причина мигания индикатора переключения передач PRNDS (shift light). Ниже представлены описания температурного датчика и датчика частоты вращения. 

 

Датчик температуры масла в многодисковом сцеплении G509.

Датчик температуры масла в многодисковом сцеплении G509 объединен с датчиком числа оборотов коробки передач G182. Он измеряет температуру трансмиссионной жидкости, покидающей многодисковые муфты. Многодисковое сцепление производит больше тепла, чем любой другой компонент трансмиссии, поэтому температуру трансмиссионной жидкости на выходе следует отслеживать очень тщательно. Датчик создан таким образом, чтобы измерять температуру очень быстро и точно. Он может регистрировать температуры от -55°C до +180°C (от -67°F до 356°F). 

 

Использование сигнала датчика

Блок управления использует сигналы температурного датчика G509, чтобы регулировать количество охлаждающей жидкости для сцепления и инициирует другие измерения для защиты трансмиссии. 

Пропадание сигнала

В случае пропадания сигнала этого датчика блок управления использует сигналы датчиков G93 и G510 в качестве замены. 

 

Датчик числа оборотов коробки передач G182.  

Датчик частоты вращения коробки передач установлен внутри корпуса коробки передач. Он распознает наружную поверхность сдвоенной муфты и регистрирует число оборотов входного вала коробки передач, которое совпадает с числом оборотов двигателя. G182 –это датчик, работающий на эффекте Холла, объединенный с датчиком температуры масла в многодисковом сцеплении G509. Электропровода соединяют оба датчика с мехатроником (блоком управления). 

 

Использование сигнала датчика

Число оборотов входного вала коробки передач используется для вычисления коэффициента пробуксовки многодискового сцепления. Для этого расчёта блок управления также использует сигналы с датчиков G501 и G502. С помощью вычисленного коэффициента пробуксовки блок управления может должным образом регулировать включение и выключение сцеплений. 

Пропадание сигнала

В случае пропадания сигнала блок управления использует необходимые данные (число оборотов двигателя), полученные из шины CAN. 

 

Причиной мигания индикатора переключения передач PRND или PRNDS, а также проблем с переключением передач в трансмиссии DSG может быть разряженный аккумулятор (проверьте также регулятор напряжения и генератор переменного тока). Если у вас мигает индикатор PRND/PRNDS и случаются ложные нейтрали (трансмиссия сама переключается на нейтральную передачу), то, возможно, у вас неисправен датчик температуры трансмиссии, как описано выше. На следующих видео можно увидеть пример застревания на нейтральной передаче в автомобилях Jetta TDI 2009 года и Audi A32007 года:

 

 

Среди прочих распространенных проблем – неисправность двухсекционного маховика (DMF) или Мехатроника 

Все датчики коробки передач DSG (кроме двух) размещены в Мехатронике, и все входные сигналы от внешних устройств для управления трансмиссией поступают в этот блок. Там же находятся клапаны регулировки давления и соленоиды, контролирующие переключение передач. Отдельные детали еще не подлежат техническому обслуживанию по отдельности. Мехатроник сконструирован таким образом, что заменить его можно только целиком, а розничная цена измеряется в тысячах долларов! Новая коробка DSG стоит около 5,5 тысяч долларов! Самый экономичный вариант в настоящее время – это б/у трансмиссия с авторазборки. На сегодняшний день всего выпущено более 1 миллиона трансмиссий DSG, поэтому цены со временем должны пойти на спад. Ниже представлено видео, в котором показан процесс замены Мехатроника (видео на немецком, но вам должно быть понятно, что там происходит). 

 

 

Все коробки с двойным сцеплением имеют двухсекционный маховик (DMF, Dual Mass Flywheel) 

Преимущество двухсекционного маховика в том, что он обеспечивает более плавную подачу мощности, уменьшает уровень шума, сглаживает рывки и вибрацию. Его конструкция (состоит из двух частей вместо одного) повышает вероятность его выхода из строя, и интенсивность отказов такого маховика в трансмиссиях DSG превышает ожидаемые нормы. Характерный треск проскальзывающего ремня, легкий скрежет, плохое переключение передач, металлическое дребезжание на холостом ходу может указывать на неисправность двухсекционного маховика. Ранние двухсекционные маховики в коробках с двойным сцеплением автомобилей Volkswagen по какой-то причине оказались недолговечными, и впоследствии конструкция таких маховиков была переработана. Самым первым номером детали был номер «03g 105 266 r», позднее в нем появился суффикс «ap». Современные номера детали заканчиваются суффиксом «be» (03g 105 266 be).

 

Ниже вы видите фото разобранного и очищенного от смазки двухсекционного маховика с трансмиссии DSG 2006 года. Двухсекционные маховики коробок с двойным сцеплением отличаются от маховиков механических коробок. Если на автомобиле стоит старый маховик, то срок гарантийного обслуживания для него, скорее всего, закончился. Я не уверен, что номер детали двухсекционного маховика был таким же, но отозванная деталь была с австралийского двухлитрового двигателя мощностью 138 л. с. /236 фунт-фут крутящего момента, а не с более позднего американского двигателя с более низким крутящим моментом. Для дефектных сцеплений механических коробок передач существует технический сервисный бюллетень. 

 

maxovik-dsg

 

Коробка передач с двойным сцеплением нуждается в систематическом техобслуживании. Каждые 40 тысяч миль (≈ 64 тыс. км) трансмиссионную жидкость и фильтр следует менять. Ориентировочная стоимость такого обслуживания – коло 400-900 долларов у дилера или до 150 долларов, если вы все сделаете самостоятельно. Заправочная емкость сухой коробки передач – примерно 7 литров; точные значения и технические требования для трансмиссионной жидкости уточняйте в руководстве по эксплуатации. Для высокоскоростных или гоночных автомобилей интервал между заменами жидкости следует сократить по мере необходимости.  

 

Высокогорная местность с высоким атмосферным давлением и низкие температуры – проблемы с запуском автомобиля с двигателем TDI и трансмиссией DSG

Если вы живете в высокогорной холодной местности, вы можете столкнуться с трудностями при запуске двигателя TDI с коробкой DSG в экстремальных условиях. Такие проблемы связаны не только с низкими температурами или большой высотой. В условиях низких температур и высокого давления воздух слишком разрежённый, и компрессия двигателя слишком низка для того, чтобы преодолеть сопротивление трансмиссии, что приводит к трудностям с запуском двигателя. Это происходит потому, что двигатель TDI работает при низком уровне компрессии, и такие условия в сочетании с сопротивлением трансмиссии слишком неблагоприятные для запуска авто. Качественное техобслуживание дизельного двигателя помогает долго сохранять компрессию на высоком уровне, но неподходящее моторное масло или неправильное обращение с двигателем могут привести к понижению компрессии и усугубить проблему запуска двигателя. Это затруднение не относится к бензиновым двигателям, и дизель с турбонаддувом с механической коробкой тоже не так сильно страдает от этого. Если вы живете в невысокой или более теплой местности, вы не столкнетесь с такой проблемой. Если же в ваших краях холодно или вы живете в высокой местности, то наличие гаража или обогревателя двигателя должно предотвратить появление такой неисправности. На большинстве канадских двигателей TDI стоят стандартные обогреватели, но американские двигатели TDI Volkswagen их не имеют (а вот у Audi A3 TDI обогреватель есть). Если вам нужен обогреватель двигателя, он будет стоить вам около 120 долларов, и установить его вы сможете сами за несколько часов.



← все статьи