Poolautomaatkäigukast: kuidas see töötab ja miks see oluline on

Poolautomaatkäigukastid asuvad juhi kontrolli ja automaatika ristumiskohas — pakkudes parimat nii käsi- kui ka automaatkäigukastist. Et tõeliselt mõista, kuidas poolautomaatkäigukast töötab, tasub esmalt meelde tuletada tavalise käsikäigukasti põhitõed.

Kuidas käsikäigukast töötab: põhitõed

Traditsiooniline käsikäigukast on üles ehitatud kahe peavõlli ümber:

• Esmane (vedav) võll — võtab mootorilt pöördemomendi vastu siduriajami kaudu
• Teisene (veetav) võll — kannab muundatud pöördemomendi üle veoratastele

Mõlemal võllil on hammasrattad, mis haakuvad paaridena. Esmasel võllil on hammasrattad jäigalt kinnitatud; teisesel võllil pöörlevad need vabalt. Neutraalasendis pöörlevad kõik teisese võlli hammasrattad pöördemomenti ratastele üle kandmata.

Käiku vahetades vajutab juht sidurit, et lahutada esmane võll mootorist. Käigukangi liigutamine nihutab teisesel võllil spetsiaalseid seadiseid, mida nimetatakse sünkronisaatoriteks. Sünkronisaatori sidur lukustab seejärel vastava hammasratta jäigalt võllile. Kui sidur vabastatakse, voolab pöördemoment läbi lukustatud hammasratta valitud ülekandearvuga edasi lõppülekandesse ja ratastesse. Käigukasti kompaktsena hoidmiseks jagatakse teisene võll sageli kaheks, jaotades veetavad hammasrattad mõlema poole vahel.

Kuidas poolautomaatkäigukast töötab

Poolautomaatkäigukast järgib täpselt samu mehaanilisi põhimõtteid — ühe olulise erinevusega: siduri ja käiguvaliku eest hoolitsevad servoajamid, mitte juht. Need ajamid hõlmavad tavaliselt:

• Sammelektrimootorit koos reduktoriga
• Servoseadet siduri käsitsemiseks
• Mõnes konfiguratsioonis hüdraulilisi ajameid

Kogu protsessi juhib elektrooniline juhtplokk (ECU). Kui antakse käigu vahetamise käsk:

1. Esimene servo vajutab siduri alla
2. Teine servo viib sünkronisaatorid soovitud käiku
3. Esimene servo vabastab siduri aeglaselt

See kaotab sidurpedaali vajaduse täielikult. Automaatrežiimis käivitab pardaarvuti käiguvahetused sõiduki kiiruse, mootori pöörete ja selliste süsteemide nagu ESP ja ABS andmete põhjal. Käsirežiimis annab käiguvahetuse käsu juht käiguvaliku või roolilabade abil.

Puudus: siduri tagasiside puudumine

Poolautomaatkäigukasti peamine nõrkus on kombatava siduri tagasiside puudumine. Kogenud juht tunneb täpselt, millal sidurikettad haakuvad, ja saab üleminekut vastavalt reguleerida. Elektroonika peab aga kasutama ettevaatlikumat lähenemist — hoidma sidurit kauem lahti, et vältida nõksatusi ja takistada kulumist. Tulemuseks on märgatavad võimsuse katkestused kiirendamisel.

Ainus tõeline lahendus on käiguvahetuse aega lühendada, kuid see suurendab otseselt seadme maksumust — kompromiss, mis piirab poolautomaatkäigukastide kasutamist soodsahinnalistes rakendustes.

DCT-revolutsioon: kaksiksidurkäigukast lahti seletatud

Kaksiksidurkäigukast (DCT), mis tekkis 1980. aastate alguses, lahendas need puudused nutika mehaanilise läbimurdega. Võtkem näiteks Volkswageni 6-käiguline DSG. Sellel on:

• Kaks teisest võlli veetavate hammasrataste ja sünkronisaatoritega
• Kaks esmast võlli — üks teise sees, nagu Vene matrjoška-nukk
• Kaks eraldi mitmekettalist sidurit, üks kummagi esmase võlli jaoks

Käigud on jaotatud järgmiselt:

• Välimine esmane võll: 2., 4. ja 6. käik
• Sisemine esmane võll: 1., 3., 5. käik ja tagasikäik

Just see teebki DCT nii kiireks: kui auto sõidab 1. käiguga (sisemine võll, esimene sidur suletud), eelvalib elektroonika samaaegselt 2. käigu välimisel võllil — kuigi see sidur jääb lahti. Seetõttu nimetatakse DCT-sid ka eelvalikkäigukastideks.

Kui kätte jõuab käiguvahetuse hetk, avaneb esimene sidur ja sulgub samaaegselt teine. Pöördemoment kandub üle välimisele võllile ja 2. käigule — peaaegu ilma võimsusvoogu katkestamata. Tulemus on hämmastav: Golfi DSG vahetab käiku vaid 8 millisekundiga, võrreldes 150 ms-ga Ferrari Enzol.

DCT vs poolautomaat: peamised erinevused

• Kiirus: DCT vahetab käiku ühekohalise arvu millisekunditega; poolautomaatkäigukastid võtavad oluliselt kauem aega
• Sujuvus: DCT üleminekud on eelvalitud käikude tõttu peaaegu sujuvad; poolautomaadid võivad tekitada märgatavaid võimsuslangusi
• Säästlikkus: DCT-d on traditsioonilistest automaatkastidest kütusesäästlikumad
• Hind: mõlemad tehnoloogiad on lisahinnaga, ehkki DCT-d on aja jooksul kättesaadavamaks muutunud
• Suure pöördemomendi talumine: varased DCT-d ei tulnud suure pöördemomendiga rakendustega hästi toime — piirang, mille lahendas Ricardo DSG, mis paigaldati 1000 hj võimsusega Bugatti Veyronile

Kes kasutab DCT-d tänapäeval?

Kaksiksidurkäigukastid ei ole enam ainult Volkswagen Groupi sõidukite pärusmaa. Tänapäeval kasutavad DCT-tehnoloogiat:

• BMW
• Ford
• Mitsubishi
• FIAT
• Porsche — bränd, mis on tuntud selle poolest, et võtab kasutusele üksnes ajaproovile vastu pidanud tehnoloogiaid

Samal ajal domineerivad poolautomaatkäigukastid endiselt superautode segmendis — kuigi ka siin vahe kahaneb. Näiteks Ferrari 599 GTB Fiorano robotkäigukast vahetab käiku vaid kümnete millisekunditega, edestades kaugelt taskukohasemaid poolautomaatsüsteeme nagu Opeli Easytronic.

Autode käigukastide tulevik

Tööstuse analüütikud ennustavad, et DCT ja CVT (sujuvalt muutuv ülekanne) saavad lähiaastatel valdavateks käigukastitüüpideks. Käsikäigukast — mida iseloomustab sidurpedaal — kaob tasapisi, isegi jõudlusele suunatud sportautodest. Juhiabisüsteemide ja automatiseerimise arenedes mugavuse suunas liikumine üksnes kiireneb.

See on tõlge. Originaali saate lugeda siit: https://www.drive.ru/technic/4efb332e00f11713001e3f50.html