Poate părea străin de aplicațiile pentru autoturisme, dar există multe domenii din industria auto în care o cutie de viteze echipată cu un simplu ambreiaj uscat nu este suficient pentru a transfera cuplul necesar pentru vehicul.

Au fost create multe forme de transmisii automate, iar Powershift este una dintre cele încă în producție si în zilele de astăzi. În articolul următor, arătăm cum este construită o astfel de transmisie și cum se face selecția treptelor în interior.

O scurtă istorie

Conform cunoștințelor actuale, numele provine de la Ford, dar nu putem fi complet siguri că soluția a fost folosită pentru prima dată de producătorul american. PowerShift este o transmisie cu dublu ambreiaj cu 6 sau 7 trepte, versiunile mai vechi ale acesteia au fost construite împreună de Ford și Getrag, dar nu se știe exact cum fabrica modelele mai noi. Scopul inițial al dezvoltării a fost creșterea eficienței consumului de combustibil în comparație cu o transmisie automată convențională - inițial, au fost stabilite economii de 10%.

Datorită dimensiunilor și cerințelor de presiune a fluidului de transmisie, aceasta a fost special destinate lanțului de transmisie al mașinilor de lucru sau al vehiculelor de transport.

Transmisia cu dublu ambreiaj

O transmisie cu dublu ambreiaj (DCT sau DSG) este un sistem de transmisie care utilizează două ambreiaje separate pentru a cupla treptele impare și cele pare. După cum puteți vedea în imaginea de jos, designul este foarte asemănător cu două transmisii manuale separate construite una lângă alta. De obicei, în aplicațiile pentru pasageri și camioane, DCT/DSG funcționează ca o transmisie automată, nefiind nevoie de mai multă intervenție din perspectiva șoferului decât o transmisie automată clasică.

Prima transmisie ca aceasta a fost produsă în 1961 la mașina Hillman Minx de gamă medie - a fost comercializată ca transmisie automată Easidrive. Ideea a câștigat rapid teren și, în anii 1970, soluția era disponibilă și pentru majoritatea tractoarelor agricole - deși în multe cazuri încă cu pedală de ambreiaj și maneta de viteză acţionată manual.

În 1985, Porsche a reînviat soluția la mașina de curse 962 C și găsim prima versiune rutieră modernă pe drumurile publice la Volkswagen Golf 2003 r32.

Schema unei cutii de viteze cu dublu ambreiaj (Sursă: www.wikipedia.org)

Esența transmisiei cu dublu ambreiaj care a făcut ca ideea să merite implementată, este schimbarea extrem de rapidă a treptelor.

Principiul este că un ambreiaj antrenează treptele pentru treptele pare, în timp ce celălalt ambreiaj antrenează treptele pentru treptele impare. Avantajul acestui lucru devine evident atunci când mecanismul comută treptele: dacă, de exemplu, accelerăm din treapta a doua, electronica cutiei de viteze poate recunoaște că va trece în treapta a treia următoare și deoarece treapta a treia este situată chiar pe ambreiaj inactiv, cutia de viteze are posibilitatea de a pregăti treapta de viteză în timp ce vehiculul este încă în treapta a doua.

Când vine momentul comutării, doar cele două ambreiaje sunt transferate din poziţia activă în poziţia inactivă (şi invers). De atunci, a treia etapă poate fi folosită imediat.

Desigur, cutia de viteze DCT/DSG poate face acest lucru și invers: dacă vehiculul încetinește și scade turația, pregătește următoarea treaptă inferioară pentru schimbare.

Datorită faptului că sistemul cuplează funcționarea unui ambreiaj în momentul exact în care celălalt este decuplat, cutia de viteze cu dublu ambreiaj poate schimba treptele fără a pierde transmisia cuplului. Acest lucru oferă sistemului avantajul față de transmisia automată clasică și pe baza faptului că se produce reducerea așteptată a consumului.

Schimbarea vitezei la cutia Powershift

Am introdus principiul de funcționare cu cutia de viteze cu dublu ambreiaj deoarece structural cele două dispozitive sunt foarte strâns legate între ele.

Dar, în timp ce transmisiile DCT/DSG au în mare parte un ambreiaj uscat (există excepții), Powershift are întotdeauna un ambreiaj umed. Motivul pentru aceasta este că Powershift este special conceput pentru transmisia cuplului mare, care nu poate fi realizată cu soluția cu disc uscat sau poate fi realizată doar într-un mod foarte limitat.

Schimbatorul în sine poate fi acționat manual, dar posibilitatea de automatizare există în același mod ca și în cazul DCT/DSG normal.

Aici, angrenajele celor doi arbori care urmează să fie conectați sunt în contact constant, dar pe un arbore există un ambreiaj umed între angrenaj și arbore.

Condiții de presiune pentru schimbarea treptelor în funcție de timp pentru o transmisie Powershift (Sursă: MotoFocus)

În diagrama de mai sus, puteți vedea secvența comutării între prima și a doua treaptă de viteză (albastru arată prima treaptă, portocaliu arată a doua treaptă). Când sistemul semnalează schimbarea vitezei (sau ce facem noi cu maneta de mână), pompa începe să alimenteze cilindrii numărul doi, în timp ce cilindrii din fiecare treaptă încep să se golească prin accelerație.

Desigur, nu se poate afirma că procesul nu are loc în timp, deoarece atunci comutatorul numărul unu s-ar deschide imediat și comutatorul numărul doi s-ar comuta în același mod. Acest lucru nu ar fi benefic doar pentru că atunci am expune întregul lanț de transmisie la efecte dinamice extrem de ridicate, care s-ar defecta rapid ca rezultat. Acesta este împiedicat de retarderul care este controlat pe de o parte de presiunea primului circuit și pe de altă parte de presiunea celui de-al doilea circuit.

În cazul de mai sus, în poziția unică a retarderului, acumulatorul de presiune este conectat la circuitul individual de comutare și presiunea stocată în acesta va dispărea doar după un anumit timp din cauza clapetei de accelerație. Între timp, presiunea în circuitul doi crește treptat și, de îndată ce o depășește pe cea a unuia, retarderul trece în poziția doi.

Din acest punct, presiunea din circuitul unu scade, în timp ce în circuitul doi continuă să crească încet, deoarece rezervorul de presiune trebuie reumplut. Acesta din urmă este responsabil pentru accelerația lină și uniformă care apare după glisarea ambreiajului în treapta a doua.