Dvostruka spojka objašnjena: Kako funkcionira DSG

Osnovni princip dvostruke spojke

DSG mjenjač (mjenjač s izravnim mijenjanjem) spaja učinkovitost ručnog mjenjača s udobnošću automatika. Ključ leži u dva međusobno neovisna djelomična mjenjača, od kojih svaki ima vlastitu spojku. Spojka 1 upravlja neparnim stupnjevima prijenosa (1, 3, 5, 7), spojka 2 parnim stupnjevima (2, 4, 6) te stupnjem za vožnju unatrag.

Oba djelomična mjenjača koaksijalno su smještena na zajedničkoj osi. Ulazno vratilo unutarnjeg djelomičnog mjenjača prolazi kao šuplje vratilo kroz vanjsko vratilo drugog djelomičnog mjenjača. Tako obje polovice mjenjača mogu raditi neovisno jedna o drugoj, iako su kompaktno ugrađene u jednom kućištu.

Mehanizam prethodnog odabira stupnja prijenosa

Ključna prednost DSG-a leži u prethodnom odabiru stupnja prijenosa. Dok vozilo, primjerice, vozi u 3. stupnju prijenosa (spojka 1 zatvorena), upravljačka jedinica već uključuje 4. stupanj u drugom djelomičnom mjenjaču (spojka 2 još otvorena). Tijekom procesa mijenjanja događa se sljedeće:

• Spojka 1 se otvara
• Spojka 2 se istovremeno zatvara
• Vučna sila se besprijekorno prenosi s jednog djelomičnog mjenjača na drugi
• Cijeli postupak traje manje od 200 milisekundi

Upravljačka jedinica na temelju brzine vožnje, položaja papučice gasa i načina vožnje izračunava koji će stupanj prijenosa biti sljedeće potreban. Kod sportske vožnje prethodno se odabire niži stupanj prijenosa, a kod ravnomjerne brzine sljedeći viši.

Suha nasuprot mokroj dvostrukoj spojki

Suha spojka (npr. DQ200)

Suha dvostruka spojka radi bez kupke u ulju. Diskovi spojke rade suho i aktiviraju se putem elektromehaničkog aktuatora. Ovaj koncept prikladan je za motore s manjim zakretnim momentom (do oko 250 Nm) i nudi prednosti u pogledu učinkovitosti, budući da nema gubitaka zbog otpora ulja.

Mokra spojka (npr. DQ250, DQ381, DQ500)

U mokroj varijanti diskovi spojke rade u kupki ulja. Ulje preuzima hlađenje i podmazivanje, zahvaljujući čemu spojka može podnijeti veće zakretne momente (do 600 Nm kod DQ500). Hidraulički tlak za aktiviranje spojke stvara se mehaničkom uljanom pumpom.

Usporedba dvaju sustava

Svojstvo	Suha spojka	Mokra spojka
Maks. zakretni moment	oko 250 Nm	do 600 Nm
Učinkovitost	viša (nema otpora)	nešto niža
Vijek trajanja spojke	80.000–150.000 km	150.000–300.000 km
Hlađenje	zrakom	kupkom ulja
Područje primjene	mali automobili, kompaktna klasa	srednja klasa do sportski automobili
Izmjena ulja spojke	nije potrebna	svakih 40.000–60.000 km

Prednosti u odnosu na pretvarač momenta

Klasični automatski mjenjači koriste hidrodinamički pretvarač momenta za povezivanje motora i mjenjača. U usporedbi s tim, dvostruka spojka nudi nekoliko prednosti:

• Viša učinkovitost: Nema gubitaka zbog proklizavanja u pretvaraču, izravna mehanička veza
• Brži procesi mijenjanja: Ispod 200 ms u usporedbi s 300–500 ms kod pretvarača
• Manji potrošak goriva: Tipično 5–15 % manja potrošnja
• Izravnija odzivnost: Nema osjećaja "gumene trake" pri ubrzavanju
• Kompaktnija izvedba: Lakši i prostorno manji od automatika s pretvaračem

Moderni automatici s pretvaračem s 8 ili 10 stupnjeva prijenosa doduše su smanjili razliku u učinkovitosti, ali DSG ostaje superioran u brzini mijenjanja i sportskom dojmu vožnje.

Povijest razvoja dvostruke spojke

Ideja dvostruke spojke seže u 1930-e godine, kada je francuski inženjer Adolphe Kégresse prvi put patentirao taj koncept. U motorsportu su tehnologiju 1980-ih testirali Porsche i Audi. Proboj u serijsku proizvodnju došao je 2003. uvođenjem DSG-a u Volkswagen Golf R32.

Od tada se tehnologija ubrzano razvijala:

• 2003.: VW uvodi 6-stupanjski DSG (DQ250)
• 2008.: Slijedi 7-stupanjski DSG (DQ200) sa suhom spojkom
• 2014.: Uvodi se DQ381 za veće zakretne momente
• 2019.: Daljnji razvoj s poboljšanom mehatronikom i softverom

Danas brojni proizvođači koriste mjenjače s dvostrukom spojkom: Volkswagen (DSG), Audi (S-tronic), Porsche (PDK), BMW, Ford, Hyundai i mnogi drugi.

Česta pogrešna shvaćanja o DSG-u

"DSG je automatik." Tehnički gledano, DSG je automatizirani ručni mjenjač, a ne klasični automatik. Nema spojku s pretvaračem, već mehaničke spojke poput ručnog mjenjača.

"Suhe spojke su lošije." Ne nužno. Za predviđeni raspon zakretnog momenta suhe spojke funkcioniraju vrlo dobro. Problemi često nastaju zbog pogrešnog načina vožnje, kao što je učestalo zaustavljanje i kretanje u gustom prometu.

"DSG ne treba izmjenu ulja." Netočno. I mokra spojka i mehatronička jedinica zahtijevaju redovite izmjene ulja. Kod suhih DSG mjenjača potrebno je zamijeniti barem ulje za zupčanike u mjenjaču.

"Trzanje uvijek znači kvar mjenjača." Ne nužno. Blago trzanje pri kretanju može biti normalno kod suhih DSG mjenjača. Jako trzanje ili vibracije, međutim, znak su istrošenih spojki ili problema s mehatronikom.

Mehatronika kao srce sustava

Mehatronička jedinica centralna je upravljačka komponenta DSG-a. Spaja elektroničku upravljačku jedinicu, hidrauličke ventile i senzore u kompaktnu sklopinu. Putem elektromagnetskih ventila upravlja tlakom ulja koji aktivira spojke i uključuje stupnjeve prijenosa. Istovremeno obrađuje signale senzora broja okretaja, temperaturnih senzora i upravljačke jedinice motora.