30 autótechnika 2004/6

erõátvitel

A kettõs tengelykapcsolójú szekven-ciális sebességváltó elõször azautóversenysportban � a prototípuságban � a '80-as években jelentmeg. Az akkori Jaguár-fölénytakarták a Porschénál a váltóvalkompenzálni. A ZF-fejlesztésû, kettõstengelykapcsolójú váltót PDK-naknevezték (Porsche Doppelkuplung),mellyel a terheléselvétel nélküliváltás, fõleg kanyarból való �kigyor-sításnál� jelentett hatalmas elõnyt.Ezt a váltót késõbb Walter Röhrl ishasználta az Audi Sport Quattróban.Az elektronika elõtti korszakbanhatározott elõnyei ellenére azértnem terjedt el mégsem, mert nemlehetett vele fokozatugrást végrehaj-tani, pl. 4-bõl 2-be visszaváltani.

VW DSG

A VW DSG kettõstengelykapcsolójú, elõtét-tengelyes, diszkrét fogas-kerékpár áttételû váltójaegyesíti a kézi kapcso-lású és az automatikusfokozatkapcsolású se-bességváltók elõnyeit,egyben lehetõvé téve aterhelés alatti váltást.

2. és 3. ábra

A kettõs tengelykapcsolójú sebesség-váltó elvileg két önálló, párhuzamosankapcsolt (rész)hajtómû. Mindegyikrészhajtómû mûködésileg olyan, mintegy hagyományos kézi kapcsolásúsebességváltó (1. ábra). A bejövõ

motornyomaték az �A� és a �B� tengely-kapcsolókon keresztül ágazik el ahozzájuk tartozó részhajtómûre. Azegyik ághoz az 1�3�5�H, a másikághoz a 2�4�6 fokozatok tartoznak.Mialatt az egyik részhajtómûvön, a zárt

123

4

5

6

7

8

9

10

11 12 13 14

1. ábra

2. ábra: 1 � 5. fokozat, 2 � 6. fokozat, 3 � hátramanet, 4 � differenciálmû-hajtás,5 � A tengelykapcsoló (zárt), 6 � B tengelykapcsoló (nyitott), 7 � 2-es behajtótengely,8 � 1-es behajtótengely, 9 � differenciálmû, 10 � differenciálmû-hajtás, 11 � 2. fokozat(elõválasztott), 12 � 4. fokozat, 13 � 3. fokozat, 14 � 1. fokozat (aktív)

1. rész

31autótechnika 2004/6

erõátvitel

tengelykapcsolón keresztül a motornyomatékának átvitele történik, addig amásik részhajtómûvön, ahol a tengely-kapcsoló pillanatnyilag nyitott, asebességváltó legközelebbi kapcsolásifolyamatának az elõkészítése lehetsé-ges, a megfelelõ fokozat ki-, illetvebekapcsolásával. Ha a kapcsolásipontot elérik, a tengelykapcsolónyitásával, illetve zárásával a hozzátartozó részhajtómûvet az erõátviteliágról leválasztják, illetve a másikonösszekapcsolják (2. ábra). Az átváltásnagyon gyorsan, és ami a lényeg, avonóerõ megszakítása nélkül megyvégbe, a vezetõ által eddig nem

tapasztalt kapcsolási idõhöz és alegnagyobb komforthoz vezetett. Amita VW ezzel a fejlesztéssel elért,például a 6. fokozatból a 2. fokozatbatörténõ visszakapcsolás sebességével,azt egyetlen automatikus sebességvál-tó sem képes teljesíteni. Az eddigisebességváltó-fejlesztések soránmindig vitatott kapcsolási sebesség éskapcsolási komfort elérési igénykielégítését, mint �rendszerproblémát�meggyõzõen oldotta meg a kettõstengelykapcsolójú sebességváltó.

A sebességváltó felépítése

A 3. ábrán látható a sebességváltóhosszmetszeti képe. A motor forgató-nyomatéka egy kéttömegû rugóslengéscsillapítón keresztül jut be atengelykapcsoló egységbe, ahol egyközbensõ lemez választja el a nedvesés a száraz tereket.A motor forgatónyomatékát zárt K1-néla belül elhelyezkedõ 1-es bemenetitengely viszi át az 1, 3, 5, illetve egykapcsolókeréken keresztül a hátrame-neti fokozatra. A K2 tengelykapcsolóviszi át a külsõ 2-es bemeneti csõten-gelyen a forgatónyomatékot a 2, 4, 6.fokozatra. Egy harmadik tengely, melykoncentrikus az 1-es tengellyel, a kéttengelykapcsolóval ellenkezõ oldalonelhelyezkedõ olajszivattyút hajtja amotor fordulatszámával.Az automatikus sebességváltóknálszokásos parkolási zárat, mely a jármûelgördülés elleni védelmét szolgálja, atengelyhajtásba építették be.A sebességváltó ház alumíniumbólkészül. Az elektrohidraulikus vezérlõ-egység, valamint az elektronikusvezérlõkészülék egy egységként, a ház

elején, függõlegesen vanelhelyezve (4. ábra). Ajármû és a sebességváltóközötti kapcsolatot egyetlendugós csatlakozóvaloldották meg.

Kettõs tengely-kapcsoló

A VW és a Borg-Warnerközös fejlesztésénekeredménye a kettõs, nedvestengelykapcsoló. Az 5.ábrán felismerhetõk a kettõs

tengelykapcsoló fõ szerkezeti egységei.A motor forgatónyomatéka a tengely-kapcsoló bemeneti agyáról a menesz-tõtárcsán keresztül jut a tengelykapcso-ló házba, illetve a külsõ tengelykapcso-ló külsõ lamellatartóján keresztül éstovább a fõagyba, valamint a belsõtengelykapcsoló külsõ lamellatartójára.A tengelykapcsoló fõagya a bemenetitengelyen, két tûgörgõs csapágyon fut.A nyomaték a motor oldali acél-lamelláktól a belsõ lamellatartónelhelyezett súrlódó lamellákra, éstovább a tengelyekre jut.A tengelykapcsolók mûködtetõ du-gattyúi súrlódásra optimalizált vissza-nyomó rugók ellen dolgoznak. Atengelykapcsoló házában helyezték ela tengelykapcsolóból kilépõ olaj-hõmérséklet-érzékelõt, mely egyúttal a3. ábra: 1 � mechatronikai egység,

2 � hátrameneti fokozat tengelye, 3 � rugóscsillapítóegység, 4 � kettõs tengely-kapcsoló, 5 � 2-es kihajtótengely, 6 � 2-esbehajtótengely, 7 � 1-es behajtótengely,8 � 1-es kihajtótengely, 9 � differenciálmûintegrált parkolófékkel, 10 � olajszivattyú

4. ábra

6. ábra

hûtéshez szükséges optimális hûtõolajmennyiségét is vezérli.A maximálisan rendelkezésre álló20 liter/perc hûtõolaj áramoltatása, egyhõtárolóval összekapcsolva, rövididõtartamra 70 kW súrlódási teljesít-ményt képes elvezetni. A 350 Nmnyomaték 10 bar vezérlõnyomásmellett vihetõ át.A kitûnõ szabályozhatósággal olyanelindulási helyzet teremthetõ, melyre ahidraulikus nyomatékváltó nem képes �állítják a VW szakemberei. Ezen kitûnõkapcsolási tulajdonságai miatt válasz-tották a tervezõk a hajtómû megnevezé-seként a �Direktschaltunggetriebe�(DSG), azaz direkt-kapcsolású-váltószókapcsolatot.

5. ábra: 1 � kiegyenlítõ dugattyú, 2 � agy,3 � tömítõgyûrû, 4 � dugattyúk, 5 � külsõlamellatartók, 6 � belsõ lamellatartó,7 � bemeneti agy, 8 � menesztõtárcsa

1

2

3

4

5 6

7

8

123

4

5678

9

10

32 autótechnika 2004/6

erõátvitel

Kapcsolószerkezet

A hat elõre- és egy hátrameneti fokozatkapcsolása hidraulikusan mûködtetett,a házban csapágyazott kapcsolóvillá-kon keresztül történik (6. ábra). Akapcsolóvillák helyzetét a házbanrögzített reteszelõ hüvely, és a kétsínvégen mûködtetett dugattyúkhatározzák meg. A mûködtetéshezszükséges olaj nyomása 0�20 barközött állítható be. Ezzel változtathatókapcsolási sebesség állítható be, és azérzékelõ segítségével nagyon ponto-san lehet helyzetbe állni, és aztfelügyelni.

Olajháztartás

A DSG minden mûveletét egy közösolajrendszer látja el. A ház konstrukció-ját úgy alakították ki, hogy az olajtar-tályban lévõ kb. 6,5 liter ATF a mélyenbenyúló forgó alkatrészek miatt keltetteolajáramoltatással (pancsveszteség)ne rontsa a sebességváltó hatásfokát.A sebességváltó olaj legfontosabbfeladatai:� mechanikus alkatrészek kenése és

hûtése,� a kettõs tengelykapcsoló kenése,

hûtése, illetve mûködtetése,� a hidraulikus vezérlõegység mûköd-

tetõ közege,� a sebességfokozatot kapcsoló

egység mûködtetése.E felsorolt feladatok teljesítésérespeciális, teljesen szintetikus ATF-et

fejlesztettek ki. Az olajnak a tengelykap-csoló lamelláknál, az egész élettartamsorán garantálni kell a megfelelõsúrlódási tényezõ értékét. Ez a követel-mény vonatkozik továbbá a tengelykap-csolók tehetetlenségi nyomatékának aminimalizálására, a hidraulikus vezérlõ-egység üzemeltetésére és a fogazatok,a szinkronegységek kenésének azösszhangjára is. Az olajellátó egységeta 7. ábrán láthatjuk. A fogaskerekesolajszivattyút mennyiségi és mechani-kai veszteségek szempontjából úgyoptimalizálták, hogy maximális sebes-ségnél is a teljesítmény felvételecsupán 2 kW. A 7. ábrán látható olajszó-

ró csövek két lapos fúvókával,jó hatásfokkal, külön-különlátják el az egyes fokozatokalkatrészeit kenõanyaggal.

Mechatronika modul

A mechatronika modul alkotjaa sebességváltó központivezérlõegységét, tartalmazzaaz érzékelõkkel ellátottelektronikus vezérlõkészülé-ket és a hidraulikus vezérlõ-egységet (8. ábra), ahová azösszes információ befut,ahonnan az összes mûködte-tõ egységet irányítják ésfelügyelik. Az egység össze-sen 10 egyedi érzékelõvelrendelkezik. Hidraulikusanpedig nyolc fokozatot állító

8. ábra

hengert, kettõ tengely-kapcsoló nyomást,valamint hat nyomástmoduláló és öt kapcsoló-szelepen keresztülmûködtetett hûtõáramkörtszabályoz, illetve vezérel.A ContiTemicMicroelektronic GmbH-valközösen kifejlesztettelektronikus vezérlõkészü-lék elõnyei:� az érzékelõk legtöbbjét

a vezérlõkészülékbeintegrálták,

� az elektromos mûködte-tõ egységek (aktu-átorok) közvetlenülcsatlakoznak a vezér-lõkészülékhez,

� szükségtelenné válnakaz egyes érzékelõkönálló házai,

� a motoroldalhoz kapcsolódó elektro-mos csatlakozókat egyetlen duga-szolóban egyesítették.

6. ábra: 1 � fokozatállító henger, 2 � fokozatállítódugattyú, 3 � mágneses útadó, 4 � reteszelés, 5 �golyós hüvely

1

2

3

4

5

7. ábra: 1 � fokozatállító henger, 2 � kettõs tengelykap-csoló, 3 � olajhûtõ, 4 � szûrõ a nyomott ágban, 5 �szórócsõ, 6 � szívóoldali szûrõ, 7 � olajszivattyú, 8 �mechatronikai egység

1

2

3

4

5

678

Az integráció nagy követelményekettámaszt a mechanikai éshõterheléssel szemben. A lehetsé-ges �40 0C-tól +150 0C-ig terjedõhõmérséklet és a maximum 33 g-igfellépõ mechanikus lengésgyorsulá-sok az elektronikát károsan nembefolyásolják. Az elektronikuskapcsolók hibrid technikával készül-nek és a környezeti hatások kivédé-sére géllel védik.

(Folytatjuk.)Dr. Pordán Mihály