Mokrá dvojitá spojka: Co to je a jak to funguje

Mokrá dvojitá spojka – je převodový systém, který se široce používá v automobilovém průmyslu k zajištění efektivnějšího a plynulejšího přenosu výkonu motoru na kola. Skládá se z dvojité sady spojek – jedné pro první a třetí rychlostní stupeň a druhé pro druhý, čtvrtý a pátý rychlostní stupeň.

Princip fungování mokré dvojité spojky je založen na přepínání mezi dvěma sadami spojek. Když je vůz zařazen jeden rychlostní stupeň, další rychlostní stupeň je již připraven k zařazení. To umožňuje výrazné zkrácení doby řazení a snížení ztráty výkonu.

Jak probíhá proces přepínání? Například při řazení z druhého na třetí rychlostní stupeň se uvolní první spojka a sepne druhá. Po krátkou dobu (obvykle několik milisekund) obě spojky na okamžik spolupracují, což umožňuje nepřetržitý přenos výkonu.

Co je mokrá dvojitá spojka a jak funguje?

Základní myšlenka mokré dvojité spojky spočívá v tom, že jedna sada ozubených kol je na ose hnacích kol a druhá sada ozubených kol je na samostatné ose, která se může otáčet nezávisle na první ose. Dvojitá spojka tak vytváří dvě sady ozubených kol, které lze používat společně nebo nezávisle na sobě.

Princip fungování mokré dvojité spojky je založen na tom, že převodové stupně se zařazují předem, ještě před samotným řazením. Zatímco jeden převodový stupeň je stále používán, druhý je již připraven k zařazení. Řazení převodových stupňů se provádí kombinací motoru, spojkového systému a elektroniky vozidla.

Když je nutné přeřadit, počítač vozu určí okamžik, kdy může spojka sepnout bez ztráty výkonu, a plynule zařadí další rychlostní stupeň. Ve stejném okamžiku spojka vypne aktuální rychlostní stupeň a zařadí další, takže řazení je pro řidiče nepostřehnutelné.

Mezi výhody mokré dvojité spojky patří rychlejší a plynulejší řazení, menší opotřebení spojky, nižší spotřeba paliva a pohodlnější jízda.

Hlavním důvodem pro použití mokré dvojité spojky je její účinnost a schopnost dosáhnout vysokého výkonu vozidla s minimální ztrátou výkonu.

Definice mokré dvojité spojky

Hlavními součástmi dvojité spojky jsou dvě nezávislé sady spojek, které pracují paralelně a mohou řadit různé rychlostní stupně. První sada spojek je zodpovědná za liché rychlostní stupně a druhá za sudé.

Systém mokré dvojité spojky funguje na principu vícenásobných třecích spojek, které jsou ponořeny do speciálního olejového prostředí pro snížení tření a opotřebení. Když se jedna sada spojek rozpojí, druhá sada se okamžitě zapne, což zajišťuje plynulé a rychlé řazení.

Mokrá dvojitá spojka využívá elektronický řídicí systém, který analyzuje otáčky kol, tlak na plynový pedál a další parametry k určení optimálního okamžiku pro řazení.

Jednou z hlavních výhod mokré dvojité spojky je rychlé řazení bez přenosu síly. To umožňuje zvýšit dynamické vlastnosti vozu, zlepšit spotřebu paliva a zajistit plynulou a pohodlnou jízdu.

Princip fungování mokré dvojité spojky

Princip činnosti mokré dvojité spojky je založen na použití dvou samostatných sad spojek a dvou nezávislých spojek. První spojka spojuje motor s převodovkou a umožňuje efektivní přenos točivého momentu při řazení. Zároveň druhá spojka spojuje převodovku s hnacími koly a umožňuje efektivní řízení přenosu točivého momentu na kola.

Jednou z klíčových vlastností mokré dvojité spojky je její mokrá povaha. To znamená, že spojky jsou ponořeny v oleji, což zajišťuje účinnější chlazení a snižuje opotřebení. Mokrá spojka navíc umožňuje plynulejší a rychlejší řazení, což zlepšuje dynamiku a hospodárnost vozidla.

Při řazení se jedna spojka rozpojí a druhá se téměř okamžitě zapne. Díky tomuto procesu zajišťuje mokrá dvojitá spojka plynulé řazení bez ztráty točivého momentu a bez znatelných skoků v chodu motoru a převodovky. To umožňuje automatické převodovce přesněji volit rychlostní stupeň pro aktuální podmínky, což zvyšuje jízdní komfort a bezpečnost.

Princip mokré dvojité spojky je obecně založen na použití dvou spojek a rychlospojek ponořených v oleji k přenosu točivého momentu z motoru na kola. Tato technologie zajišťuje efektivnější a plynulejší přenos výkonu, díky čemuž jsou vozidla s mokrou dvojitou spojkou mezi automobilovými nadšenci velmi oblíbená.

Automatizace je jedním z hlavních směrů vývoje automobilů. A to se týká především převodovky: u manuální převodovky musí řidič při jízdě ve městě neustále řadit. Nejběžnější hydromechanické automatické převodovky tento problém řeší, ale platí za to zvýšenou spotřebu paliva. Díky rozvoji technologií bylo možné automatizovat řídicí procesy manuální převodovky (otevírání a zavírání spojky a řazení), což se běžně nazývá robotizace. „Robot“ však řadí rychlostní stupně poměrně prudce a ne vždy rychle. Co když ale nainstalujete dvě spojky, z nichž každá je zodpovědná za jeden ze sousedních rychlostních stupňů (jedna pro sudý, druhá pro lichý) a otevíráte a zavíráte je paralelně? Pak můžete řadit rychlostní stupně rychleji.

První zmínka o dvouspojkové převodovce (DCT) pochází z 1980. let XNUMX. století. Vynalezl ji ve Francii inženýr Adolphe Kegresse, tentýž, který byl osobním řidičem cara Mikuláše II. a ředitelem carských garáží v Rusku a který v té době vytvořil polopásové vozidlo. Po revoluci získal Kegresse práci u Citroënu, kde navrhl čtyřstupňovou dvouspojkovou převodovku. Chtěli ji instalovat na slavný Traction Avant. Tyto plány však zůstaly nerealizovány a myšlenka byla téměř na půl století zapomenuta. V roce XNUMX vyrobila společnost Automotive Products pod vedením Harryho Webstera experimentální DCT. Tato zkušenost se však nedočkala žádného praktického pokračování.

Předvýběr Porsche

Po dlouhém období zapomnění se myšlenka dvouspojkové převodovky konečně v 1980. letech XNUMX. století podařilo inženýrům Porsche uvést do života. Nová převodovka řadila rychlostní stupně bez přerušení toku výkonu, aniž by řidič musel pustit plynový pedál. První PDK (Porsche Doppelkupplung) byla v podstatě poloautomatická: povel ke změně rychlostního stupně byl dán tlačítky na volantu a bylo možné je stisknout ne jednou, ale dvakrát nebo třikrát, systém pak řadil, když se rozsah provozních otáček motoru shodoval s otáčkami. Schéma, ve kterém si řidič sám zvolí rychlostní stupeň a poté dá povel k řazení, se nazývá „předvolba“ a tento termín se později používal i pro automatické převodovky se dvěma spojkami.

Na monitoru se zobrazovaly aktuálně zařazené a předzařazené rychlostní stupně. Změna rychlostního stupně probíhala téměř okamžitě po stisknutí tlačítka, řidič nebyl rozptylován manipulací se spojkou – jeho pedál byl potřeba pouze při rozjezdu. To vše samozřejmě vedlo k úspěchu v závodech, kde o osudu závodu někdy rozhodují zlomky sekundy. Porsche se ale z ekonomických důvodů nepřiklonilo k adaptaci a sériovému použití na „civilních“ vozech.

Muž, který představil DSG

Ve druhé polovině 1990. let začal Ferdinand Piech, který se vypracoval na nejvyššího manažera koncernu VW, energicky propagovat systém dvouspojkové převodovky pod značkou DSG (německy Direkt Schalt Getriebe nebo anglicky Direct-Shift Gearbox) pro „civilní“ modely. Na nové převodovce se podílela známá americká společnost BorgWarner a práce v tomto směru pokračovaly osm let. A tak byl na konci roku 2002 oznámen zahájení sériové výroby šestistupňové dvouspojkové převodovky pro modelový rok 32 vozu Volkswagen Golf R2003. Před 15 lety tedy DSG vstoupila na svět, jak se říká. Jak se často stává, jméno průkopníka – DSG – se často používá jako obecné podstatné jméno pro všechny analogy, ačkoli se jedná o označení značky TDS koncernu Volkswagen.

První převodovka DSG – DQ250 (kód v katalogu náhradních dílů 02E) se začala montovat do sportovní modifikace VW Golf, která se nazývala R32. Vůz byl vybaven motorem o objemu 3,2 litru s výkonem 241 koní. Pro nejvýkonnější a nejrychlejší verzi Golfu byly obzvláště důležité dvě výhody TDS: jelikož se ve skutečnosti jedná o mechanickou převodovku, vítězí z hlediska účinnosti nad hydromechanickým „automatem“, z hlediska maximálního točivého momentu a rozsahu převodových poměrů nad variátorem a ve srovnání s manuálně ovládaným „robotem“ nad řidičem z hlediska rychlosti řazení (v některých případech trvá řazení jen několik setin sekundy). Změna stupně probíhá prakticky bez přerušení toku výkonu.

Pro implementaci schématu dvojité spojky má DSG dvojitý hnací hřídel. První spojka přenáší točivý moment na svou vnější část, spojenou se sudými převodovými stupni, a druhá na vnitřní část, kde se nacházejí liché. Zatímco je zařazen jeden převodový stupeň, automatický systém připravuje další, přičemž se zaměřuje na polohu škrticí klapky, rychlost, zrychlení vozu a otáčky motoru – naštěstí v moderním autě informace o tom proudí do počítače. Změna stupňů probíhá buď automaticky, nebo na příkaz řidiče – voličem manuálního režimu nebo pádly na volantu. U první DSG pracují třecí spojky v olejové lázni, jsou ovládány tlakem z hydraulického čerpadla. Mokré třecí spojky dobře odolávají vysokému zatížení a odolávají opotřebení a cirkulující olej účinně odvádí teplo z třecích párů. Je pravda, že složitá hydraulická jednotka způsobila, že cena DSG byla úměrná ceně hydromechanického „automatu“ a čerpadlo ubíralo několik koňských sil. To bylo přijatelné pro výkonné a drahé vozy a ty s nižším rozpočtem musely zvolit jinou konstrukční variantu.

Suché spojky

V roce 2008 se objevila další verze DSG – sedmistupňová DQ200 (0AM) se dvěma suchými spojkami, která je navržena pro točivý moment až 250 Nm. Vnitřní ztráty jsou zde znatelně nižší a na pomoc zjednodušené hydraulice byla připojena elektromechanika. „Suchá“ verze pracovala ekonomičtěji, ale hlučněji a méně plynule než „mokrá“, někdy i s trháním a zpožděním, které se obvykle projevovalo v městském provozu. Je také známo, že častěji byly zaznamenávány poruchy mechatroniky ovládající suché spojky. Po několika modernizacích se situace zlepšila.

Během následujících dvou let vznikly další dvě varianty DSG, které preferovaly mokré spojky. Jedná se o S-Tronic pro Audi s přípustným točivým momentem 600 Nm a verzi DSG pro příčně uspořádanou pohonnou jednotku, která dosahuje točivého momentu až 500 Nm.

O něco později, v roce 2012, si Porsche vzpomnělo na své sportovní zkušenosti a společně se ZF uvedlo svou PDK do sériového použití u modelů 911 Carrera a Carrera S. Jedná se o sedmistupňovou převodovku s mokrými spojkami a zesílenými synchronizátory.

Dobývání světa

V roce 2008 vstoupily na trh BMW M3 a Ford Focus s převodovkami Getrag a Nissan GT-R se šestistupňovou převodovkou od společnosti BorgWarner. Nový typ převodovky začal dobývat svět.

V dnešní době TDS aktivně používají téměř všichni evropští výrobci automobilů. Lídrem je zde koncern Volkswagen, který tyto převodovky používá u modelů všech svých značek, od Škody a SEATu až po Bugatti. Zároveň sice Volkswagen mnoho převodovek vyrábí sám, ale používá komponenty od specializovaných firem – například mokré spojky od BorgWarneru a suché spojky od LuKu. A převodovku pro Bugatti Veyron vyrobila anglická společnost Ricardo. Převodovky pro Ford a Renault vyrábí Getrag a spojky pro ně dodává LuK. Fiat si vytvořil vlastní podnik na výrobu TDS, pro který používá komponenty od italské společnosti Magneti Marelli i americké společnosti BorgWarner. Volvo vyrábí TDS ve svém závodě, ačkoli design vyvíjí také Getrag, stejně jako pro Ford a Renault. Genrag dodává své technologie a převodovky společnostem Hyundai, Kia a Mitsubishi. Samotná Honda si však vyvinula vlastní design pro modely Honda a Acura.

Čím větší, tím lepší

Moderní „robot“ se dvěma spojkami vykazuje vynikající výsledky, pokud jde o rychlost řazení, ale jeho rozdělení je primárně spojeno se sníženou spotřebou paliva. Podle koncernu VW na příkladu Golfu s motorem TSI o výkonu 122 koní spotřebuje verze s DSG v průměru o 8,7 % méně benzínu než podobná verze s konvenční „mechanikou“. A ve srovnání s hydromechanickým „automatem“ „robot“ vítězí o působivých 22 %. Snížená spotřeba paliva znamená zlepšení environmentálního výkonu – čím méně paliva auto spálí, tím méně oxidu uhličitého a toxických látek vypustí. Zlepšení ekologičnosti automobilu je nyní velmi módním tématem a jedním ze způsobů, jak v tomto směru dosáhnout úspěchu, je zvýšení počtu stupňů. Tento trend se nevyhnul ani dvouspojkovým převodovkám. Sedm rychlostních stupňů se již nepovažuje za „mnoho“. Zatímco VW se rozhodl, že nemá smysl vyvíjet desetistupňovou DSG, Acura pro sportovní kupé NSX i tak vytvořila devítistupňovou. Honda si navíc nechala patentovat jedenáctistupňovou převodovku se třemi (!) spojkami a pravděpodobně s očekáváním, že v budoucnu dosáhne superzelených čísel.