Dvouspojkové převodovky - Rychlá dvojka

Dvouspojkové převodovky spojují komfort samočinných s účinností přímo řazených a přidávají i krátké časy řazení…

V technických údajích automobilů najdeme označení DSG, S tronic, DCT, EDC, TCT, PDK, PowerShift, TC-SSR, či jiné; různá pro stejný typ převodovky, známý jako dvouspojkový. Konstrukční základ všech je prakticky identický; tvoří jej klasická mechanická dvouhřídelová či tříhřídelová převodovka, nejčastěji šestistupňová nebo sedmistupňová s čelním ozubením a synchronizací. Důležitým prvkem je dvojitý vstupní hřídel (jeden je dutý, druhý vložený do něho), umožňující zařazení dvou převodových stupňů najednou. Ve skříni jsou tak vlastně dvě paralelně umístěné převodovky; oba vstupní hřídele jsou spojeny se spojkou (proto dvouspojkové), přičemž jeden obstarává řazení lichých převodových stupňů, druhý sudých. Hlavní kouzlo dvouspojkových převodovek tkví v tom, že změna stupňů probíhá spínáním jednotlivých spojek, takže je řazení velmi rychlé (0,3 až 0,4 s; u sportovních vozů i pod 0,2 s) a nedochází při něm prakticky k přerušení toku výkonu. Předřazení převodového stupně totiž probíhá v předstihu na základě složitých algoritmů využívající při výpočtu informace z mnoha čidel, sledujících například otáčky motoru, polohu plynového pedálu a rychlost vozidla. Přesun řadicích objímek má na starosti tzv. mechatronická jednotka (obvykle tvoří celek s řídicí jednotkou převodovky), což je složité elektrohydraulické zařízení, sestávající ze soustavy ventilů a akčních členů, ovládajících táhla místo obvyklé řadicí páky.

Například při rozjezdu automobilu s touto převodovkou jsou současně zařazeny první i druhý převodový stupeň; při sešlápnutí plynového pedálu dojde k sepnutí spojky ovládající jedničku. V okamžik vhodný k přeřazení začne plynule vypínat jedna spojka a zároveň zapínat druhá, řadící dvojku. Jakmile se vypne první spojka, dochází k předřazení trojky nebo jedničky. To v případě, že automobil dále neakceleruje, ale naopak zpomaluje. Stejně jako běžné planetové převodovky i dvouspojkové umějí podřadit o více stupňů najednou. Při kickdownu (prudkém sešlápnutí plynového pedálu na podlahu) to však dělají většinou ve dvou krocích, což proces řazení mírně zpožďuje. Stejně tak většinou nabízejí minimálně dva druhy samočinného řazení, klasický nebo sportovní, samozřejmostí je i ruční ovládání volicí pákou nebo páčkami na volantu. Při agresivní jízdě se ale může dostat elektronika do nesnází. Přijíždíte-li třeba s vytočeným motorem do zatáčky, elektronika předpokládá, že bude řadit nahoru, a předřadí si vyšší stupeň. Jenže řidič prudce zabrzdí, ručně dá povel k podřazení a chvíli se nic neděje, protože mechatronika musí předřadit nižší stupeň. Opravdové sportovní automobily proto mají hned několik programů řazení. Například převodovka DKG Drivelogic ve vozech BMW M3 se může pochlubit pěti samočinnými a šesti manuálními režimy.

Velmi důležitou součástí převodovek je modul s hydraulicky ovládanými spojkami. Dnes se používají dva základní typy, suchý a mokrý. Pro zástavby k motorům s vyššími točivými momenty (od 350 N.m) je vhodný druhý typ, u něhož jsou lamely obou spojek ponořené v oleji. U extrémně namáhaných převodovek sportovních automobilů s vysokými točivými momenty mívá spojkový modul samostatný chladicí okruh oleje s tepelným výměníkem, který svou velikostí nemá daleko k chladičům stlačeného vzduchu u turbodieselů. Většina dvouspojkových převodovek používá olejový okruh společný se skříní rozvodovky. Množství olejové náplně se pohybuje od 5,2 do 9 litrů, na rozdíl od klasických manuálních převodovek výrobci většinou předepisují výměnu po 60 až 100 tisících kilometrů, a to hlavně s ohledem na životnost spojek.

Tato povinnost odpadá u převodovek se suchými spojkami, které se používají pro motory s menšími točivými momenty. Tyto moduly jsou konstrukčně jednodušší a tudíž i levnější, a proto se objevují i u menších vozů (např. Škoda Fabia). Suché spojky jsou o něco účinnější než mokré, neboť odpadají hydrodynamické ztráty (asi 5 %), vyvolané pohybem lamel v olejové náplni. Z hlediska uživatele mají tyto převodovky většinou jen přednosti. Vedle zmiňované nutnosti výměny oleje (která se doporučuje i u klasických automatů) neumějí spojky zajistit tak plynulý rozjezd jako hydrodynamický měnič momentu samočinných planetových převodovek.

Jako první přišel s nápadem dvouspojkové převodovky v roce 1940 francouzský konstruktér Adolphe Kégresse, který se dříve proslavil polopásovými automobily. Po více než čtyřiceti letech se k myšlence vrátila automobilka Porsche, která v polovině osmdesátých let vyvinula pro závodní speciály 956/962C pětistupňovou PDK (Porsche Doppelkupplungs-Getriebe) typu 2612. Poprvé ji nasadila v roce 1984 v Imole, prvního vítězství se dočkala na Monze o dva roky později. Derek Bell a Hans Stuck dosáhli průměrné rychlosti 201,745 km/h s továrním vozem Porsche 962 PDK v závodě mistrovství světa sportovních prototypů. V roce 1987 však tato éra skončila.

Větší rozšíření přišlo v roce 2002, kdy VW Group představil šestistupňovou dvouspojkovou převodovku DQ250 pro příčnou zástavbu, první DSG (Direktschaltgetriebe). Vyvinul ji za pět let ve spolupráci s firmou Borg-Warner, která dodala spojkový modul a mechatronickou jednotku (Borg-Warner je dnes s roční produkcí 800 tisíc největším výrobcem spojkových modulů). Volkswagen pokračoval v roce 2007 sedmistupňovou DSG (DQ200) se suchými spojkami LuK (Schaeffler Group) pro menší motory; 2008 přišla sedmistupňová S-tronic (DL501) s mokrými spojkami pro podélnou zástavbu i pohon všech kol. Poslední VW DSG je sedmistupňový typ se suchými spojkami pro příčnou zástavbu do 600 N.m, který lze koupit třeba v Transporteru 2.0 Bi-TDI/ 132 kW (180 k). Další výrobci následovali. Patří k nim zejména Getrag, vrátil se Porsche a tyto převodovky nejsou už vyhrazeny jen osobním vozům. Honda ji uplatnila u motocyklů, Mitsubishi Fuso u nákladních vozů a používají se u traktorů.




Zdroj: Automobil 09/11

Fotogalerie