DSG, Powershift & tsai: a dupla kuplungosok

hirdetés

Egyre több helyen árulnak dupla kuplungos váltót igazi automata
helyett, közülük a legismertebb a VW csoport DSG-je,
a szakirodalomban azonban inkább DCT-ként, vagyis Dual Clutch
Transmissionként emlegetik. A név nem számít, a lényeg:
ezekben a váltókban két kuplung van, képesek automataként működni,
de kézzel is válthatunk, mint egy szekvenciális váltóval. Csak ez
gyorsabb.

Az előválasztó kar ugyanolyan, mint egy normál automatánál

Egyáltalán mi szükség a kuplungra? Az autósiskolából tudhatjuk,
hogy a váltást szolgálja: enélkül nem tudnánk oldani-zárni
a váltóban a fokozatok körmös kapcsolóit. Jó, jó, persze,
lehet kuplungolás nélkül is, de ezt csak az ügyesebbek tudják
megcsinálni, viszont ezzel olyan lökésszerű erőket generálnak
szerencsétlen fogaskerekeken, hogy azok vészesen hamar
széttöredeznének.

Az rendben van, hogy szükséges a kuplung, de miért kell belőle
rögtön kettő? Nos, igazság szerint a dupla kuplungos váltóban
nemcsak kuplungból van kettő, hanem váltóból is. Ha alaposabban
megnézzük, egy hatfokozatú dupla kuplungos váltó két, rafináltan
összeműtött háromfokozatú váltó, az egyikben a páratlan (1, 3, 5),
a másikban a páros (2, 4, 6) fokozatok találhatók.

Egy hatfokozatú DSG elve: egyszerre két fokozat van bekapcsolva, de csak az egyik kuplung zárt

Eredetileg arra találták ki a rendszert, hogy meggyorsítsák
a váltás folyamatát. Mert ugye amikor a normál váltóval
kapcsolunk, megszakad a nyomatékfolyam, tehát addig a pár
tizedmásodpercig az autó lassul, a menetellenállás és
a levegő fékezi az autót. A napi közlekedésben ez
lényegtelen, a versenypályákon viszont sokat számít, ezért először
C-csoportos Porschékban tűnt fel az elv. Az alapötlet azonban jóval
régebbről, még az I. világháború utáni évekből származik.

Egy Porsche a C-csoportból

A dupla váltóval egyszerre akár két fokozat is be lehet kapcsolva
(persze csak úgy, hogy legalább az egyik kuplung nyitott, különben
lenne haddelhadd). Például elindulás után egyesben haladva már
a kettes előre bekapcsolható. Váltáskor csupán oldani kell
a páratlan fokozatok kuplungját és zárni a párosakét. Ez
a két folyamat egy időben zajlik, és közben csúsznia kell
a kuplungoknak, viszont a kapcsolási folyamat az autó
megtorpanása nélkül, pár századmásodperc alatt zajlik le.
Visszakapcsoláskor ugyanez történik, csak fordítva. A teljes
folyamat az automatákéhoz hasonló finomságú, nincs az a megtorpanás,
mint egy egykuplungos rendszernél, vagyis váltás közben az autó nemcsak
hogy nem lassul, de esetleg még gyorsul is. A leggyorsabb
automatizált egykuplungos rendszerek (például az utcai Ferrarik F1 nevű
váltója) sem képesek 0,1-0,15 másodpercnél gyorsabban váltani.

A kétkuplungos váltók elvi sémája: tulajdonképpen két váltó van

Persze az ilyen váltóknak az életben nem ugyanaz
a jelentőségük, mint a versenypályán: a kapcsolási
folyamat jól automatizálható, a kapcsolások gyorsan és rántás
nélkül lezajlanak, vagyis a vezető elégedett, mert a váltó
azt csinálja, amit ő akar. A hagyományos, egykuplungos váltók
automatizálása pont emiatt nem aratott nagy sikert, főként a lassú
kapcsolásokat nem szerették a vevők. (Ilyen az Alfa Selespeed,
a Toyota MMT, az Opel Easytronic, a BMW SMG stb.) A DCT
viszont olyan automatizált váltó, amelyik komfortban felveszi
a versenyt az automatákkal, ugyanakkor fogyasztása 5-10
százalékkal alacsonyabb, sőt, gyakorlatilag a kézi váltós
autókéval vetekszik. Igaz, a dupla kuplungos rendszer nem olcsóbb
a hagyományos automatizált kézi váltóknál, ahol elég pár
munkahenger, jeladó és egy vezérlőelektronika: bizony teljesen új
szerkezetet kell építeni, és eleinte másmilyen kuplungra is szükség
volt.

A sok tárcsát hidraulika
préseli össze, a kuplung zár.

A dupla kuplungos váltókban ugyanis nem a szokványos, száraz
súrlódótárcsás kuplungokat alkalmazzák, hanem a motorkerékpárokban
használtakhoz hasonló többtárcsás, olajban futó konstrukciót. Ennek
előnye, hogy gyakorlatilag soha nem kopnak el a tárcsák, az
olajfürdő pedig nem csupán ken, hanem jótékonyan hűt is.

Azóta persze sok olaj lefolyt a tárcsákon, és számos cég
fejlesztett olyan kettős kuplungot, amely hagyományos, száraz
tárcsákkal operál; a gyakorlatban egy vásárolható meg, ez is
a VW csoportnál, a kisebb (1.9 TDI, 1.4 TSI) motorokhoz. Ez
már hétfokozatú, a kuplungot a LuK szállítja hozzá – ez
a váltó csupán 250 Nm-t bír, és kizárólag fronthajtással
használható, szemben az első, hatfokozatú DSG-vel, amely 350 Nm-re van
belőve, és összkerékhajtással is használható, tekintve hogy megvan
benne az erre szolgáló kihajtás.

Íme az egyszerűbb, száraz tengelykapcsolópár

A váltók szerkezete is más, hiszen itt két váltót kell ügyesen
összedugni, szó szerint. A két kuplung külön tengelyekhez
csatlakozik: az egyik egy csőtengely, aminek a belsejében fut
a másik.

Ugyanez rajzon. Tulajdonképpen a bemenő tengely fölött és alatt egy-egy független sebességváltó van

Ez is jól látszik a következő videón, amit a Volvo hazai
képviseletétől kaptunk, és a Getrag fronthajtásos kocsikhoz szánt
Powershift váltó szerkezetét mutatja. Itt az elején látható a két
egymásba dugott bemenőtengely, a hozzájuk kapcsolódó két másik
tengely a páros és a páratlan fokozatokkal, a zárt
differenciálmű, a hátramenet fogaskereke és a P állásban
a tengelyt rögzítő retesz. Ezután megérkeznek
a kapcsolóvillák a munkahengerekkel, a ház, majd
a helyzetjeladókat és az elektromágneses szelepeket tartalmazó
vezérlőegység is összeáll. Ezután érkezik az ufószerű kettős kuplung,
a váltó végigzongorázza a kapcsolásokat, majd a végén
a két többtárcsás kuplung belsejébe is beleshetünk. Tényleg
érdemes megnézni.

A dupla kuplungos váltók tehát bonyolultabbak, mint
a hagyományos kézi váltók, és nehezebbek is. Amíg egy hasonló
tudású hatfokozatú kézi váltó 54 kiló a Volvónál, addig a 450
Nm-re kalibrált Powershift 91 kiló. A VW-féle, hétfokozatú, száraz
kuplungos váltó (250 Nm) a kettő között foglal helyet, 70 kilós. Ami
a szervizigényt illeti, a gyártók egy része nem ír elő
olajcserét (BMW), a Volvónál 120 ezernél kell cserélni, az Audi
új, 550 Nm-re méretezett, hétfokozatú S-Tronicjában két olajtér van.
A kapcsolótérben automataváltó-folyadék van - ez dolgozik például
a kuplungok és a kapcsolóvillák munkahengereibe -, amit 60
ezer kilométerenként kell cserélni, a fogaskeréktér hagyományos
váltóolaját viszont nem kell cserélni.

Az Audi-váltó röntgenrajzon. Hosszváltó, összkerékhajtás központi diffivel, előrehajtással kb. 140 kiló

Elsőként (2003-tól) a VW csoport autóiban jelentek meg az ilyen
rendszerű váltók (egészen pontosan a Golf R32-ben, hat fokozattal)
DSG néven, amit az utóbbi időben az Audi már S-Tronic néven futtat.
A technikát a németek az amerikai BorgWarnerrel közösen
fejlesztették ki. Utóbbi azóta a legnagyobb rendszerszállítóvá
nőtte ki magát, tehát mindenkinek ő gyártja a közös házba épített
kettős kuplungot, illetve a fokozatok kapcsolóvilláit,
munkahengereit, helyzetjeladóit és a vezérlőegységet felölelő
rendszert (ők DualTronicnak hívják az egészet), még a konkurens
Getrag, Ricardo váltókhoz is, sőt, még a Nissan GT-R hátulra
beépített, spéci sebességváltójában is a BorgWarner cuccai
dolgoznak.

Mindent a jó tömegelosztásért: ezért van hátul a váltó

Okkal vetődik fel a kérdés, hogy miért szállítanak
a konkurenciának? Hát azért, mert a vezérléshez tartozó
váltót is le kell gyártania valakinek, még akkor is, ha az igazi
okosság a kuplung és a vezérlés. Így aztán már rendelhető
mindenféle beépítéshez dupla kuplungos váltó, a hosszában,
keresztben vagy hátulra beépített dupla kuplungos váltó orrmotoros és
farmotoros kocsihoz (igen, ez a Porsche). A Bugatti
szállítója, a Ricardo nem csinál titkot abból, hogy
a Mercedes ME4-12 kódnevű szupersportkocsijához is ők készítik
majd a váltót. Ha egyszer megjelenik. Már a Mitsubishi is
beszállt a bizniszbe, igaz, az új Lancer Evolution az SST váltóval
közel egy másodperccel rosszabb gyorsulást produkál, mint kézi váltóval
(5,4 helyett 6,3 s), holott a legtöbb kocsinál ez fordítva szokott
lenni.

Persze az ilyen horderejű fejlesztéseknél a partner, vagyis
a VW igyekszik előnyhöz jutni, és késleltetni
a vetélytársakat. Így most érett meg a helyzet arra, hogy
a Fordhoz is eljuthasson a technológia, de például
a kínai SAIC, a GM, illetve a francia cégek is tervezik
a piacra lépést. A Chrysler közös gyárat is épít
a Getraggal, bár ők épp pereskednek, nem tudni, hogy 2009-től
beindul-e a termelés. A száraz tárcsás rendszerek is egyre
terjednek, hisz a ZF-Sachs és a Valeo is kínál ilyesmit,
nemcsak a LuK – aztán valamelyik autógyártó csak megrendeli.

Igény mindenesetre lesz rá, mert Európában a fokozat nélküli
váltók (CVT) nem sikeresek, ahogy az egykuplungos automatizált váltók
is legfeljebb csak kiskocsiknál maradnak fenn, ott is csak azért, mert
olcsók. A szén-dioxid-őrület is a dupla kuplung malmára
hajtja a vizet, mert a gyakorlatban ezek a váltók simán
képesek kiváltani egy automatát. és olcsóbbak is annál. Így már
a Porsche is (911, ZF), a BMW is (M3, BW+Getrag) kínál ilyet,
holott ők korábban azt mondták, hogy nincs jobb az
SMG-nél/Tiptronicnál. A tömeggyártók beszállásával tényleg
beválhat az a jóslat, hogy öt év múlva Európában az új autók
negyedében ilyen váltó lesz.