Hoe transmissies met dubbele koppeling werken

  • Jacob Hoover
  • 0
  • 2264
  • 579

De meeste mensen weten dat auto's worden geleverd met twee basistypen voor transmissies: handleidingen, die vereisen dat de bestuurder van versnelling verandert door een koppelingspedaal in te drukken en een versnellingspook te gebruiken, en automatische schakelingen, die al het schakelwerk doen voor bestuurders die koppelingen gebruiken, een koppelomvormer en sets van planetaire tandwielen. Maar er zit ook iets tussenin dat het beste van twee werelden biedt: de transmissie met dubbele koppeling, ook wel de semi-automatische transmissie, de "koppelingsloze" handgeschakelde versnellingsbak en de geautomatiseerde handgeschakelde versnellingsbak genoemd.

In de wereld van raceauto's zijn semi-automatische transmissies, zoals de sequentiële handgeschakelde versnellingsbak (of SMG), zijn al jaren een hoofdbestanddeel. Maar in de wereld van productievoertuigen is het een relatief nieuwe technologie - een die wordt bepaald door een zeer specifiek ontwerp dat bekend staat als de versnellingsbak met dubbele koppeling of direct schakelen..

In dit artikel wordt onderzocht hoe een transmissie met dubbele koppeling werkt, hoe deze zich verhoudt tot andere soorten transmissies en waarom sommigen voorspellen dat dit de transmissie van de toekomst is..

Hands-on of hands-off

Een transmissie met dubbele koppeling biedt de functie van twee handgeschakelde versnellingsbakken in één. Om te begrijpen wat dit betekent, is het handig om te kijken hoe een conventionele handgeschakelde versnellingsbak werkt. Wanneer een bestuurder van de ene versnelling naar de andere wil schakelen in een standaard auto met versnellingspook, drukt hij eerst het koppelingspedaal in. Deze bedient een enkele koppeling, die de motor loskoppelt van de versnellingsbak en de stroomtoevoer naar de transmissie onderbreekt. Vervolgens gebruikt de bestuurder de versnellingspook om een ​​nieuwe versnelling te selecteren, een proces waarbij een tandkraag van het ene tandwiel naar een ander tandwiel van een andere maat wordt verplaatst. Apparaten gebeld synchronizers pas de versnellingen aan voordat ze worden ingeschakeld om slijpen te voorkomen. Zodra de nieuwe versnelling is ingeschakeld, laat de bestuurder het koppelingspedaal los, waardoor de motor weer met de versnellingsbak wordt verbonden en het vermogen naar de wielen wordt overgebracht.

Dus bij een conventionele handgeschakelde versnellingsbak is er geen continue stroom van vermogen van de motor naar de wielen. In plaats daarvan verandert de stroomtoevoer van Aan naar uit naar Aan tijdens het schakelen, waardoor een fenomeen ontstaat dat bekend staat als "schakelschok" of "koppelonderbreking". Voor een ongeschoolde chauffeur kan dit ertoe leiden dat passagiers naar voren en naar achteren worden geslingerd bij het schakelen.

Een versnellingsbak met dubbele koppeling gebruikt daarentegen twee koppelingen, maar heeft geen koppelingspedaal. Geavanceerde elektronica en hydraulica regelen de koppelingen, net als bij een standaard automatische transmissie. Bij een DCT werken de koppelingen echter onafhankelijk. De ene koppeling bedient de oneven versnellingen (eerste, derde, vijfde en achteruit), terwijl de andere de even versnellingen bestuurt (tweede, vierde en zesde). Met behulp van deze opstelling kunnen versnellingen worden geschakeld zonder de krachtstroom van de motor naar de transmissie te onderbreken. Achtereenvolgens werkt het als volgt:

Deze inhoud is niet compatibel op dit apparaat.

Dank u

Dankzij Jeff Beckman voor zijn hulp bij dit artikel.

Inhoud
  1. Transmissie-assen met dubbele koppeling
  2. Voors en tegens van transmissies met dubbele koppeling
  3. Transmissies met dubbele koppeling: verleden, heden en toekomst

Een tweedelige transmissieas vormt het hart van een DCT. In tegenstelling tot een conventionele handgeschakelde versnellingsbak, die al zijn tandwielen op een enkele ingaande as huisvest, splitst de DCT oneven en even tandwielen op twee ingaande assen. Hoe is dit mogelijk? De buitenschacht is uitgehold waardoor er plaats is voor een binnenschacht, die binnenin genest is. De buitenste holle as voedt de tweede en vierde versnelling, terwijl de binnenste as de eerste, derde en vijfde versnelling voedt.

Het onderstaande diagram toont deze opstelling voor een typische DCT met vijf snelheden. Merk op dat de ene koppeling de tweede en vierde versnelling bedient, terwijl een andere, onafhankelijke koppeling de eerste, derde en vijfde versnelling bedient. Dat is de truc die bliksemsnel schakelen mogelijk maakt en de vermogensafgifte constant houdt. Een standaard handgeschakelde versnellingsbak kan dit niet omdat hij voor alle oneven en even versnellingen één koppeling moet gebruiken.

Meerplaatkoppelingen

Omdat een transmissie met dubbele koppeling vergelijkbaar is met een automaat, zou je kunnen denken dat er een koppelomvormer voor nodig is, en dat is hoe een automaat het motorkoppel van de motor naar de transmissie overbrengt. DCT's hebben echter geen koppelomvormers nodig. In plaats daarvan gebruiken DCT's die momenteel op de markt zijn, natte lamellenkoppelingen. Een "natte" koppeling is een koppeling die de onderdelen van de koppeling in smeervloeistof baadt om wrijving te verminderen en de productie van warmte te beperken. Verschillende fabrikanten ontwikkelen DCT's die droge koppelingen gebruiken, zoals die gewoonlijk worden geassocieerd met handgeschakelde transmissies, maar alle productievoertuigen die zijn uitgerust met DCT's gebruiken tegenwoordig de natte versie. Veel motorfietsen hebben enkele lamellenkoppelingen.

Net als koppelomvormers gebruiken natte lamellenkoppelingen hydraulische druk om de tandwielen aan te drijven. De vloeistof doet zijn werk in de koppelingszuiger, te zien in het bovenstaande diagram. Wanneer de koppeling is ingeschakeld, dwingt hydraulische druk in de zuiger een set schroefveren, die een reeks gestapelde koppelingsplaten en wrijvingsschijven tegen een vaste drukplaat duwt. De wrijvingsschijven hebben interne tanden die zo bemeten en gevormd zijn dat ze in de spiebanen op de koppelingstrommel passen. Op zijn beurt is de trommel verbonden met de tandwielset die de overdrachtskracht zal ontvangen. Audi's transmissie met dubbele koppeling heeft zowel een kleine schroefveer als een grote membraanveer in zijn natte lamellenkoppelingen.

Om de koppeling te ontkoppelen, wordt de vloeistofdruk in de zuiger verlaagd. Hierdoor kunnen de zuigerveren ontspannen, wat de druk op het koppelingspakket en de drukplaat verlicht.

We zullen hierna kijken naar de voor- en nadelen van transmissies met dubbele koppeling.

Audi TT Roadster, een van de vele Audi-modellen die leverbaar zijn met een dubbele versnellingsbak Foto met dank aan Audi Press Database

Hopelijk wordt duidelijk waarom de DCT is geclassificeerd als een geautomatiseerde handmatige verzending. In principe gedraagt ​​de DCT zich als een standaard handgeschakelde versnellingsbak: hij heeft invoer- en hulpassen voor tandwielen, synchronisatoren en een koppeling. Wat het niet heeft, is een koppelingspedaal, omdat computers, solenoïdes en hydraulica het daadwerkelijke schakelen doen. Zelfs zonder koppelingspedaal kan de bestuurder de computer nog steeds "vertellen" wanneer hij actie moet ondernemen door middel van peddels, knoppen of een versnellingspook.

Rijervaring is dan ook slechts een van de vele voordelen van een DCT. Omdat opschakelen slechts 8 milliseconden in beslag neemt, zijn velen van mening dat de DCT de meest dynamische acceleratie biedt van alle voertuigen op de markt. Het biedt zeker een soepele acceleratie door de schakelschok te elimineren die gepaard gaat met het schakelen in handgeschakelde transmissies en zelfs bij sommige automaten. Het beste van alles is dat het bestuurders de luxe biedt om te kiezen of ze de voorkeur geven aan het schakelen of de computer al het werk laten doen..

Misschien wel het meest overtuigende voordeel van een DCT is een lager brandstofverbruik. Omdat de krachtstroom van de motor naar de transmissie niet wordt onderbroken, neemt het brandstofverbruik drastisch toe. Sommige experts zeggen dat een DCT met zes versnellingen tot 10 procent meer relatieve brandstofefficiëntie kan opleveren in vergelijking met een conventionele automatische vijfversnellingsbak..

Veel autofabrikanten zijn geïnteresseerd in DCT-technologie. Sommige autofabrikanten zijn echter op hun hoede voor de extra kosten die gepaard gaan met het aanpassen van productielijnen om plaats te bieden aan een nieuw type transmissie. Dit zou in eerste instantie de kosten van auto's die zijn uitgerust met DCT's kunnen opdrijven, wat kostenbewuste consumenten zou kunnen ontmoedigen.

Bovendien investeren fabrikanten al fors in alternatieve transmissietechnologieën. Een van de meest opvallende is de continu variabele transmissie of CVT. Een CVT is een type automatische transmissie dat gebruikmaakt van een bewegend katrolsysteem en een riem of ketting om de overbrengingsverhouding over een breed bereik traploos aan te passen. CVT's verminderen ook schakelschokken en verhogen het brandstofverbruik aanzienlijk. Maar CVT's kunnen de hoge koppelvereisten van prestatieauto's niet aan.

DCT's hebben dergelijke problemen niet en zijn ideaal voor voertuigen met hoge prestaties. In Europa, waar handmatige transmissies de voorkeur hebben vanwege hun prestaties en brandstofzuinigheid, voorspellen sommigen dat DCT's 25 procent van de markt zullen veroveren. Slechts één procent van de auto's die in West-Europa worden geproduceerd, zal tegen 2012 zijn uitgerust met een CVT.

Vervolgens kijken we naar de geschiedenis van de DCT en zien we wat de toekomst in petto heeft.

Porsche 962 Foto met dank aan Porsche Cars North America

De man die de versnellingsbak met dubbele koppeling heeft uitgevonden, was een pionier in de autotechniek. Adolphe Kégresse is vooral bekend door de ontwikkeling van de half-track, een type voertuig uitgerust met eindeloze rubberen loopvlakken waardoor het offroad over verschillende soorten terrein kan rijden. In 1939 vatte Kégresse het idee op voor een versnellingsbak met dubbele koppeling, die hij hoopte te gebruiken op de legendarische Citroën "Traction". Helaas verhinderden ongunstige bedrijfsomstandigheden verdere ontwikkeling. -

Zowel Audi als Porsche namen het concept met dubbele koppeling over, hoewel het gebruik ervan aanvankelijk beperkt was tot raceauto's. De 956 en 962C raceauto's waren inclusief de Porsche Dual Klutch, of PDK. In 1986 won een Porsche 962 de Monza 1000 Kilometer World Sports Prototype Championship-race - de eerste overwinning voor een auto die was uitgerust met de halfautomatische PDK-versnellingsbak met schakelflippers. Audi schreef ook geschiedenis in 1985 toen een Sport quattro S1-rallyauto uitgerust met een transmissie met dubbele koppeling de Pikes Peak-klim won, een race op de 4300 meter hoge berg..

De commercialisering van de transmissie met dubbele koppeling was echter tot voor kort niet haalbaar. Volkswagen was een pionier op het gebied van transmissies met dubbele koppeling en verleende licenties voor de DualTronic-technologie van BorgWarner. Europese auto's uitgerust met DCT's zijn onder meer de Volkswagen Beetle, Golf, Touran en Jetta, evenals de Audi TT en A3; de Skoda Octavia; en de Seat Altea, Toledo en Leon.

Volkswagon Jetta 2.0 Foto met dank aan VM Media Room

Ford is de tweede grote fabrikant die zich toelegt op transmissies met dubbele koppeling, gemaakt door Ford Europa en zijn 50/50 joint venture transmissiefabrikant, GETRAG-Ford. Het demonstreerde het Powershift-systeem, een zesversnellingsbak met dubbele koppeling, op de Frankfurt International Motor Show 2005. Productievoertuigen met een Powershift van de eerste generatie zijn echter ongeveer twee jaar verwijderd.

Bekijk de links op de volgende pagina voor veel meer informatie over transmissies met dubbele koppeling en aanverwante onderwerpen.

gerelateerde artikelen

  • Hoe handmatige transmissies werken
  • Hoe automatische transmissies werken
  • Hoe koppelingen werken
  • Hoe koppelomvormers werken
  • Hoe continu variabele transmissies werken
  • Hoe sequentiële versnellingsbakken werken

Meer geweldige links

  • Audi Wereld
  • Dubbele koppeling versus CVT-debat
  • BorgWarner - fabrikant van de DCT die wordt gebruikt in Volkswagons
  • Ford of Europe zet transmissies met dubbele koppeling in een hogere versnelling
  • Overwegingen bij de transmissie: buiten de handgeschakelde versnellingsbak

Bronnen

  • Adams, Eric, et al. "The Popular Science Automotive Buyer's Guide: Managing Power - Transmission," Popular Science, juli 2005.
  • Amoroso, Frank. "2004 Audi TT 3.2: soepel geworden? DSG?" AudiWorld, 17 januari 2004. http://www.audiworld.com/features/tests/2004tt32.shtml
  • Audi World-site http://www.audi.com/audi/com/en1/new_cars/technology/ drive ___ suspension / dsg / technology_and_details.html
  • "DSG en CVT: welke zullen zegevieren?" CARToday.com, 5 juli 2005. http://www.cartoday.com/content/news/singlepage.asp?in=7312
  • "Europese interesse in technologie met dubbele koppeling schakelt een versnelling hoger", Just-auto.com, 2 december 2005. http://www.just-auto.com/features_detail.asp?art=1171
  • Erjavec, Jack. "Automobieltechnologie: een systeembenadering." New York: Thomson Delmar Learning. 2005.
  • Kluger, Michael en Bapiraju Surampudi. "Vlot in de koppeling." Southwest Research Institute, zomer 2004. http://www.swri.edu/3pubs/ttoday/Summer04/Clutch.htm
  • Thomas, Mike. "Ford Europa zet transmissies met dubbele koppeling in een hogere versnelling." Ford Newsroom, 13 februari 2006. http://media.ford.com/newsroom/feature_display.cfm?release=22361
  • "Twin-Clutch Gearbox", AutoZine Technical School, 2003. http://www.autozine.org/technical_school/gearbox/tech_gear_manual.htm
  • Visnic, Bill. "Een oude tranny nieuwe trucjes leren: BorgWarner blaast de handgeschakelde versnellingsbak een nieuwe generatie tot leven", WardsAuto.com, 1 december 2000. http://wardsautoworld.com/ar/auto_tech_trends_4/index.html
  • "De sportieve direct-shift versnellingsbak." AudiWorld, 27 augustus 2003. http://www.audiworld.com/news/03/082703/content.shtml



Niemand heeft nog op dit artikel gereageerd.

De meest interessante artikelen over geheimen en ontdekkingen. Veel nuttige informatie over alles
Artikelen over wetenschap, ruimte, technologie, gezondheid, milieu, cultuur en geschiedenis. Duizenden onderwerpen uitleggen, zodat u weet hoe alles werkt