Autotechnika szakfolyóirat
Autotechnika szakfolyóirat
2020. augusztus | Olvasson bele!

A VW 7 fokozatú, közvetlen kapcsolású sebességváltója

A 6 fokozatú DSG, 7-fokozatúra növelését az üzemanyag-fogyasztás és CO2-kibocsátás csökkentése érdekében tűzte feladatul a menedzsment. A feladatot a fejlesztők, figyelemre méltó szerkezeti egyszerűsítéssel oldották meg. Ennek következtében a váltó fokozat-átfogása és hatásfoka tovább növekedett. Tömege csökkent, hatásfoka javult. Kezelése egyszerűbb és kényelmesebb lett. Alkotói méltán érdemelték meg az idén elnyert „Innováció és környezet” kitüntető címet.


A VW 0AM jelű, 7 fokozatú, közvetlen kapcsolású sebességváltójának szerkezeti főegységei

A 7 fokozatú DSG konstrukciója és kezelése lényegében megegyezik lapunk 2004-es évfolyamának 6. és 7. számában bemutatott, 6 fokozatú DSG-jével. A legfőbb szerkezeti különbséget az olajfürdős, soklemezű, kettős tengelykapcsoló száraz, súrlódó tárcsás, kettős tengelykapcsolóra cserélése, és az egyik bemeneti tengely egy további fogaskerékkel való kiegészítése jelenti. Ennél fogva írásunk is a különbségek, és azok következményeinek bemutatására szorítkozik.      

   
A VW 0AM váltója szerkezetileg 2 súrlódótárcsás tengelykapcsolóból, 2 bemenő és 3 kimenő tengelyből épül fel

Változatlan működési elv

A kézi kapcsolású sebességváltók számos előnyével szemben, jelentős hibájuk, a kapcsoláskor megszakadó erőátvitel. Ezen a hibán a tengelykapcsolók és a sebességváltók megkettőzésével, és közös rendszerként való működtetésével, a következő módon segítenek. 1. A két részhajtómű egyikén aktív erőátvitelt, a másikon fokozat előválasztást végeznek. 2. Úgy, hogy amikorra az aktív részhajtómű (váltó) tengelykapcsolója kikapcsolja a hajtónyomatékot, a másik tengelykapcsoló, az előválasztott fokozatba kapcsolja a másik részhajtóművet. 3. Az előválasztás után a vezérlés az előválasztott fokozatú részhajtóművet aktiválja. A nélkül, hogy a kapcsolás ideje alatt a nyomatékátvitel megszakadna. 4. Ezt követően a vezérlés a részhajtóműveken, alternatív módon (felváltva) ismétli az 1-3. műveleteket.  


A 0AM sebességváltó metszeti rajza

A 6 fokozatú DSG-n a kapcsolási idő 0,8 másodperc volt, a 7 fokozatú DSG-n ez 0,4 másodpercre rövidült. Bár egy ideig mindkét tengelykapcsoló csúszik (az egyiken csökken, a másikon növekszik a csúszás (szlip), az említett időtartamok rövidebbek a váltás, érzékszervi észlelhetőségénél.

a)

b)


A 02E jelű 6 (a) és a 0AM jelű (b) 7 fokozatú sebességváltók kinematikai vázlata

A 7 fokozatú DSG előnyei a többtárcsás, olajban futó tengelykapcsoló, száraz tengelykapcsolóra cseréléséhez köthetők. A szerkezeti egyszerűsítésnek köszönhetően, a váltó tömege számottevően csökkent, hatásfoka és a vele átvihető nyomaték jelentősen megnövekedett. Fokozat-átfogása nagyobb, kezelése egyszerűbb, és kényelmesebb lett.

a)


b)

c)


Az 02E sebességváltó kettős tengelykapcsolójának (a) működése az 1. (b) és a 2. tengelykapcsoló (c) kinyomásakor


A régi és az új DSG váltó, járműrögzítést segítő, reteszelő mechanizmusai

Egy kis történelem

A két tengelykapcsolós sebességváltó elve Andolphe Kegresse-nek arra az 1939-es szabadalmára vezethető vissza, amely a Citroën "Traction"-ba került beépítésre. Hasonló rendszerű váltó került beépítésre a Porsche 962-esébe 1986-ban, Porsche PDK (Porsche Dual Klutch) formájában, továbbá a Ferrari 575M jelű, 1994-es F1-es versenykocsijába, később a BMW M3-asába is 2002-ben, Sequential Manual Gearbox (SMG), illetőleg napjainkban BMW E92 M3 2008 7-speed DCT double clutch gearbox (DCG), illetőleg a Bugatti Veyronokba, 7-speed DCT néven. Az utóbbi a Ricardo cég termékeként.


Az 02E sebességváltó szinkronizált (2., 4. és hátrameneti) fokozatainak felépítése

Amint kitűnik, a két tengelykapcsolós sebességváltó elsősorban sport és versenyjárművek eszköze volt és maradt, egészen 2003. Akkor ugyanis a VW, sorozatgyártású Golf R32, Touran, illetőleg New Beetle modelljein rendszeresített DSG (Direkt-Schalt-Getriebe) 02E jelű, közvetlen kapcsolású, két tengelykapcsolós sebességváltót, döntően a fogyasztás csökkentése, és a kapcsoláskomfort javítása céljából.

Az elgondolás helyességét az óta, leginkább a milliót meghaladó gyártási darabszám igazolta a konszern 250 Nm kisebb bemeneti nyomatékigényű modelljein, az Audi A3-asoktól, a VW Passatokig bezárólag.

A DSG váltó továbbfejlesztése

A CO2-emissziók csökkentésének az óta parancsolóvá vált szükségszerűsége, a konszern menedzsmentjét a konstrukció továbbfejlesztésére sarkallta.

hirdetés


Az új DSG váltó hidraulika olaját a régiénél 25-ször kisebb teljesítményfelvételű elektromos olajszivattyú működteti

A fejlesztésnek kettős célja volt: 1. az új DSG váltó szerkezeti egyszerűsítésével csökkenteni, a vele üzemeltetett jármű CO2-kibocsátását 2. a konszern kisebb modelljeire is kiterjeszteni a költségesebb, 6 fokozatú 02E váltó előnyeit.

A 6 fokozatú DSG ugyanis, öt év előtti bevezetése óta irígyelt és hiányolt eszköze lett az új TSI motorú Golfoknak, Golf Variantoknak, és Golf Pluszok és a legnagyobb darabszámban vásárolt Golf TDI-knek.

A fejlesztőmunka eredménye a 0AM jelű, 7 fokozatú, közvetlen kapcsolású sebességváltó, amely elődjéhez hasonlóan 2 bemenő és 3 kimenő tengelyből áll. A két részhajtóművet azonban nem soklemezes, olajban futó tengelykapcsoló lemezkötegek, hanem 2 súrlódó tárcsás tengelykapcsoló kapcsolja, és oldja.


Az új DSG váltó szinkronmechanizmusának kapcsoló elemei

A tengelykapcsoló szárazra cserélése miatt, a 7 fokozatú DSG olajtöltete 7,2 literről, kevesebb, mint a negyedére, 1.7 literre, az új váltó tömege 92-ről, 70 kilogrammra (közel a negyedével) csökkent.

A 7 fokozatú DSG váltó a 6 fokozatú 300 LE teljesítmény-, és 350 Nm nyomatékigényű helyett, maximum 170 LE-s teljesítmény-, és 250 Nm nyomatékigényű motorokhoz használható. Előnyei ennél fogva a korábbinál jelentősen nagyobb vevőkör számára is  megelégedettség forrásai. A vele gyártott gépkocsikon, az eddig csak automatikus nyomatékváltós járműveken tapasztalt könnyebb, és kényelmesebb kezelhetőségen túl, a kapcsolás alatt is megszakítatlan nyomatékátvitel biztonsága ma már az 1,4 és 1,6 literes motorú gépkocsiknak is részévé vált.

a)


b)


Az új DSG váltó fokozatkapcsoló szervei (a) is hidraulikus működtetésűek (b)

A 7 fokozatú DSG is hozzájárul ahhoz, hogy a 122 LE-s Golf TSI 6,3 helyett, csak 5,9 liter benzint fogyasszon 100 kilométerenként. Ez 20%-kal kisebb érték  úgy, hogy a CO2-kibocsátása nem haladja meg a 139 g/km-t. Ez 20%-kal kisebb az automatikus nyomatékváltójú Golf TSI 7,1 l/100 km-es fogyasztásánál.

Az új DSG, a motortól függetlenül is működtethető, ezért hibridhajtású, start-stop eszközökkel felszerelt, hibrid járműváltozatokon is alkalmazható.

Mechatronika

Kifinomult működését az új DSG a rendszer elektronikus működésvezérlésének köszönheti. A DSG-k elektronikus vezérlőegységét mechatronikának nevezik. A sebességváltóra szerelt mechatronika az elektronikai áramkörökön kívül, a váltó elektrohidraulikus vezérlőegységeit is közös szerkezeti egységben egyesíti.


Az új DSG váltó erőfolyama, az egyes fokozatokban

A mechatronikai egység, sebességváltótól  függetelenül működtethetősége lehetőséget ad olajtöltetének, a fogaskerekek kenési igényeitől független olajminőség megválasztására. Magyarán: a mechatronikai egységben, a sebességváltóénál nagyobb hidegtűrésű, viszkózusabb, és a működés során kevésbé szennyeződő kenőolaj használható. A 0AM váltó viszkózusabb, tisztább és kisebb térfogatú kenőolaja a 02E sebességváltóénál 25-ször kisebb teljesítményigényű villamos olajszivattyúval keringtethető, ami további adalékot jelent a váltóval elért fogyasztáscsökkentésben.

A mechatronikai egység 11 jeladót, és 8 mágnesszelepet foglal magába. Működtető szervei öntanuló vezérlésűek. Folyamatosan érzékelik a tengelykapcsolók elmozdulását, az egyes fokozatok bekapcsolását. E tevékenységük során az elmozdulás kiértékelés indukciós feszültségmérésen alapul. A kuplung működtetés esetében például, a kuplungot működtető hidraulika dugattyúra erősített állandó mágnes, az elmozdulásával arányos indukciós feszültséget kelt, a közelében lévő, közös vasmagú mozgató (primer) és (a holtponti kitéréseket jelző) kettős szekunder tekercsben. A kiértékelő áramkörben a bal és jobb szekunder tekercsekben ébredő indukciós feszültségszintek különbsége állít elő elmozdulás indító vagy leállító jelet.

a)

b)


Az új DSG váltó kapcsolóelemei elmozdulásának közvetlen és agilis visszajelentését, áttervezett elmozdulás-jeladók (a) végzik. Működésük indukciós feszültségmérésen alapul (b)

Az új DSG kenése.

Az új DSG sebességváltóban 1,7 liter kenőolaj kering. Mivel a 7 fokozatú váltó részhajtóműveit száraz tengelykapcsoló kapcsolja, a kenőolaj nagyobbik része fogaskerék és csapágykenést végez, elvezeti a sebességváltóban keletkező hőt, a kisebbik részt pedig megfelelő viszkozitást nyújt a mechatronikának.

A szerkezetileg egyszerűbb 0AM váltó több okból előnyösebb a 02E sebességváltónál. A több fokozat miatt, az első fokozat rövidebbre választható. Ebből adódóan kedvezőbb vele hajtott jármű indítási teljesítménye. A több fokozat a sűrűbb fokozatelosztás miatt gyorsmeneti takarékfokozat (overdrive) használatára is lehetőséget ad. A több fokozat a sebességváltó hatásfokát is javítja. A több fokozat ellenére, a soklemezű, nedves tengelykapcsoló elmaradása, üzemanyag-megtakarítással járó, szerkezeti egyszerűsödést jelent.

Összegzés

A VW konszern száraz, súrlódó tárcsás tengelykapcsolójú, 7 sebességfokozatú 0AM váltó, a konszern kisebb motorteljesítményű, olcsóbb modellcsaládjaira is kiterjeszti a költségesebb, 6 fokozatú 02E váltó előnyeit. Azokat, amelyek a nagyobb vezetési kényelmen túl, a takarékosabb és éghajlatkímélőbb üzemeltehetőség testesít meg. Az előbbiekben összefoglalt előnyös tulajdonságok, szerkezetileg egyszerűbb és takarékosabb, ugyanakkor használati értékben is versenyképes megoldást jelentenek, a költségesebb nyomatékváltókkal szemben.

Petrók János


Tetszett a cikk?

hirdetés

hirdetés