Автоматизация управления трансмиссией – одно из основных направлений совершенствования конструкции автомобиля. Вариаторы и гидромеханические коробки передач позволяют без участия водителя плавно, бесступенчато регулировать величину тяговой силы на ведущих колесах в зависимости от дорожных условий.
Автоматические КП, однако, проигрывают классической механике в КПД, имеют более сложную конструкцию и, соответственно, более высокую цену. Промежуточную позицию занимают роботизированные трансмиссии – механические коробки, но с автоматизированным переключением передач. Одним из пионеров в создании таких агрегатов стал концерн Volkswagen, разработавший несколько модификаций преселективных «роботов» DSG (Direct Shift Gearbox).
Принцип работы коробок передач DSG
Роботизированные КП разных вариантов исполнения активно завоевывают рынок. Существуют бюджетные варианты, например, отечественная ВАЗ-21827 для Лады Веста – двухвальная механика с электромеханическими актуаторами управления сцеплением и переключением передач. Спортивной динамикой такие роботы похвастаться не могут: время переключения ступеней практически не отличается от версий с ручным управлением, а иногда наблюдается даже более медленное срабатывание.
Роботы DSG доступны в 6- и 7-ступенчатых вариантах. В первом случае применяются две многодисковые фрикционные муфты, работающие в масле, во втором – два сухих сцепления. По этой причине семиступенчатая коробка проще и дешевле, но имеет меньший «потолок» по передаваемому крутящему моменту (250 Н∙м) и устанавливается на машинах малого класса с рабочим объемом двигателя до 1,8 л. Редкая комплектация DSG7 с «мокрым» сцеплением используется только на Audi.
Управление коробкой обеспечивает электронный и электрогидравлический блок – Mechatronic, смонтированный на картере КП. На основе сигналов датчиков Mechatronic, руководствуясь вложенной в него программой, включает, например, первую передачу и замыкает сцепление нечетного ряда. В это же время в четном ряду включается вторая передача, т.е. компьютер думает на шаг вперед. Теперь для перехода с первой на вторую ступень достаточно лишь выключить одно сцепление и включить другое. Таков главный принцип преселективной коробки передач («pre-» – заранее, «select» – выбирать).
Преимущества коробок DSG
- Легкое и удобное управление автомобилем аналогичное классическому автомату. Рычаг коробки передач (селектор) полностью совпадает по конструкции с гидромеханическим вариантом трансмиссии. Можно выбрать автоматический режим или ручной (полуавтоматический).
- Поток мощности между двигателем и ведущими колесами не разрывается при переключении передач. Совместная работа двух сцеплений исключает полное отключение ДВС от коробки, как это происходит в механической КП, поэтому и силовой агрегат, и элементы трансмиссии защищены от ударных нагрузок.
- Высокая динамика разгона. Время перехода на очередную ступень при переключении передач вверх укладывается в 0,1–0,2 с (помним, что следующая передача уже включена и время зависит только от скорости срабатывания двойного сцепления).
- Плавная работа без провалов и рывков по сравнению с бюджетными роботизированными коробками и, следовательно, более комфортный режим движения. Лучшие показатели плавности демонстрируют модели DSG с «мокрым» сцеплением.
- Лучшая топливная экономичность по сравнению с автоматической КП. Например, испытания, проведенные Volvo Cars, показали, что преселекторные роботизированные коробки опережают автоматы по экономии топлива на 8–10%.
- Способность передавать большой крутящий момент. Даже DSG7 с «сухим» сцеплением, самая слабая в этом отношении (максимум 250 Н∙м), выигрывает в конкуренции с вариаторами, популярными на микро- и малолитражных автомобилях. Специалисты концерна Фольксваген разработали DSG модели Т5 с максимальным моментом 600 Н∙м для микроавтобусов
Недостатки коробок DSG
- Более высокая цена по сравнению с механической КП. В зависимости от модификации автомобиль Volkswagen с роботизированной коробкой может стоить на 120–300 тыс. руб. дороже.
- Увеличенная масса КП, особенно версий с фрикционными муфтами, работающими в масле. Такие агрегаты на 70% тяжелее механики и приближаются по весу к АКП.
- Плавность работы хуже, чем у гидромеханических передач и вариаторов.
- Противопоказан резкий, «спортивный» режим вождения. Алгоритм блока управления дает сбои при многократных интенсивных торможениях и разгонах. Предварительно выбранная мехатронным «мозгом» передача, может оказаться не соответствующей реальной ситуации и тогда время переключения возрастет от 0,1–0,2 до 0,4–0,6 с. Внешне задержка в работе мехатроника будет выражаться в рывках и провалах при движении.
- Увеличенное энергопотребление DSG с «мокрым» сцеплением. Дополнительная мощность тратится на гидравлические приводы.
- Чип-тюнинг двигателя с целью увеличения мощности не рекомендуется. Если в результате тюнинга возрастет крутящий момент, он может выйти за пределы рабочего диапазона сцепления. Кроме этого, изменение характеристик ДВС не будет согласовываться с программой блока управления коробкой передач и плавность переключения существенно ухудшится.
- Сложность конструкции и, соответственно, высокая цена технического обслуживания и низкая ремонтопригодность. При выходе из строя какого-либо из элементов, даже не основных, производитель рекомендует менять коробку в сборе. Проблемы с ремонтом – самая большая головная боль владельцев машин с DSG. Особенно это касается семиступенчатых КП с «сухим» сцеплением автомобилей до 2013 года выпуска.
Выводы
Роботизированная КП DSG от Volkswagen считается одной из лучших в своем классе. Она не лишена недостатков, но многие из них нивелировали сами конструкторы, постепенно внося необходимы изменения в устройство агрегата и программное обеспечение блока управления.
Проблемы с недостаточной плавностью переключения можно решить переходом на более спокойный стиль вождения – нужно довериться алгоритму мехатроника. А вот подержанные автомобили с первыми модификациями DSG7 (до 2013 г.) лучше приобретать с осторожностью, т.к. существует потенциальный риск дорогостоящего ремонта.