Skrzynia biegów to podstawowy element każdego samochodu z silnikiem spalinowym. Trudno byłoby wyobrazić sobie jazdę bez niej, z uwagi na charakterystykę rozwijania mocy i momentu obrotowego przez taki motor. Konieczne są kolejne biegi, które pomimo wzrostu prędkości auta pozwalają utrzymać silnik w optymalnym dla niego zakresie obrotów. Niestety wymaga to od kierowcy dodatkowej uwagi, konieczne jest bowiem operowanie sprzęgłem oraz dźwignią zmiany biegów, co zwłaszcza w przypadku jazdy miejskiej jest bardzo uciążliwe. Stąd popularne już od wielu dekad skrzynie automatyczne, które mają za zadanie rozwiązać ten problem. W poniższym poradniku sprawdzimy w jaki sposób działa skrzynia DSG wyprodukowana przez Volkswagena na tle innych technologii używanych we współczesnych samochodach osobowych.
Skrzynia biegów DSG – co to właściwie oznacza?
Skrzynie automatyczne różnią się między sobą nie tylko konstrukcją, ale również samym zamysłem tego w jaki sposób mają funkcjonować. W przypadku technologii DSG mówimy o tak zwanej skrzyni dwusprzęgłowej, ale nie oznacza to bynajmniej że w pojeździe znajdziemy już nie jeden ale dwa pedały sprzęgła. Mowa o systemie zastosowanym wewnątrz samej przekładni, która posiada dwa niezależne od siebie tory przekazywania mocy na koła. Każdy z tych torów posiada własne sprzęgło, jeden obsługuje biegi parzyste, a drugi nieparzyste. Dlaczego zastosowano takie rozwiązanie? Otóż niesamowicie skraca ono czas samej zmiany przełożeń, które są niemalże niewyczuwalne dla kierowcy. Dodatkowo mamy do czynienia z pełnym mechanicznym połączeniem na drodze silnik-koła przez ponad 90% czasu pracy skrzyni, ponieważ nie ma już konieczności stosowania stratnego konwertera momentu obrotowego (o tym za chwilę). Skrzynie takie posiadają swoje wady, jednak nie oznacza to w żadnym przypadku że są bardzo drogie w eksploatacji czy naprawach.
Ceny nie są większe niż w przypadku tradycyjnych „hydrokinetyków”, co sprawia że zostały one już praktycznie wyparte na europejskim rynku przez tytułowe rozwiązanie Volkswagena. Skoro wiemy już z jakim rozwiązaniem mamy do czynienia, dowiedzmy się o nim coś więcej.
Sposób obsługi skrzyni biegów typu DSG
Jak jeździć pojazdem gdzie znajduje się skrzynia DSG, czy jest to doświadczenie bardzo różniące się od prowadzenia innych samochodów z automatem? Okazuje się, że z perspektywy kierowcy obsługa jest praktycznie taka sama. Pomiędzy siedzeniami lub po prawej strony kierownicy (Mercedes) znajduje się manipulator, za pomocą którego możemy ustawiać poszczególne tryby pracy skrzyń. Są to przede wszystkim standardowe PRND, a więc kolejno:
- P – czyli tak zwany parking, silnik nie napędza kół, a jednocześnie skrzynia powoduje ich zablokowanie, współdziałając z hamulcem postojowym
- R – bieg wsteczny, pojazd porusza się do tyłu z niewielką prędkością, zapalają się światła cofania, uruchamiają tylne czujniki parkowania lub/i kamera
- N – biegi neutralny czyli tak zwany luz, silnik nie napędza kół pojazdu, jednak w odróżnieniu od pozycji P nie są one blokowane, co umożliwia holowanie
- D– jazda do przodu, podstawowy tryb pracy każdej skrzyni automatycznej na którym działa ona przez lwią część swojego okresu eksploatacji
Oprócz powyższych biegów, a właściwie trybów pracy, w DSG możemy znaleźć też tryb manualny, który pozwala na samodzielną kontrolę zmiany biegów. Dokonuje się tego albo poprzez odpowiednie ruchy manipulatorem, albo – w przypadku niektórych aut – także z wykorzystaniem manetek umieszczonych po obu stronach kierownicy. Jest to rozwiązanie zaczerpnięte z bolidów Formuły 1, podobnie z resztą jak sama idea skrzyni dwusprzęgłowych.
Czym DSG różni się od przekładni hydrokinetycznej?
Typowy, standardowy automat znany od wielu dziesięcioleci, to tak zwana skrzynia bądź przekładnia hydrokinetyczna. Jej obsługa jest niemal identyczna, podobnie jak sama jazda. Wystarczy po prostu puścić hamulec by auto zaczęło się poruszać, a po dodaniu gazu prędkość zaczęła wzrastać i były włączane kolejne biegi. Różnica polega jednak na zastosowaniu nie sprzęgieł ciernych, tak jak robi to skrzynia DSG, ale hydrokinetycznego konwertera momentu obrotowego. Wykorzystuje on olej znajdujący się już w samej skrzyni, a także pompę która pozwala na tłoczenie go w określone miejsca oraz smarowanie ruchomych elementów. Konwerter wypełniany jest olejem podczas pracy silnika, a następnie sam działa na zasadzie pompy oraz silnika hydraulicznego, które zamknięte są w jednej obudowie. Rozwiązanie to ma zalety i wady. Przede wszystkim jazda jest niezwykle płynna i praktycznie nie zdarzają się szarpnięcia. Jednak z drugiej strony silnik osiąga sporo wyższe obroty niż jest to konieczne, a wewnątrz konwertera mają miejsce bardzo duże straty mocy. Dlatego też ten typ skrzyń jest niesamowicie popularny w USA, z uwagi na fakt że typowe pojemności i moce silników są bardzo duże. Ewentualnymi stratami mocy nie trzeba się więc aż tak bardzo przejmować, a większe spalanie – kolejna wada tych skrzyń – nie sprawia dużego problemu, biorąc pod uwagę niską cenę paliwa.
Sposób zmiany biegów przez skrzynię hydrokinetyczną
Zupełnie odmiennie niż w przypadku skrzyni DSG realizowana jest też sama funkcja zmiany biegów. O ile kierowca nadal ma do dyspozycji tradycyjny manipulator z pozycjami PRND, o tyle wewnątrz przekładni zastosowana technologia jest zupełnie inna. Każdy bieg posiada własne oddzielne sprzęgło, które znajduje się w specjalnym koszu lub innym rodzaju obudowy. Zmiana przełożeń realizowana jest poprzez podawanie ciśnienia oleju hydraulicznego na odpowiednie siłowniki. Teoretycznie skrzynia tego typu również może zmieniać biegi niemalże bezszelestnie, jednak w praktyce nigdy nie dzieje się to idealnie płynnie. Dlatego też duża jest rola wspomnianego konwertera hydrokinetycznego, który doskonale tłumi szarpnięcia i inne niedociągnięcia w trakcie wyboru kolejnych przełożeń. Sprzęgła znajdują się wewnątrz obudowy i pracują w kąpieli olejowej, co znacznie utrudnia ich wymianę w sytuacji, gdyby doszło do zużycia się lub spalenia powierzchni okładzin. Dodatkowo zużywający się i odrywający materiał cierny trafia wprost do oleju, dlatego jakiekolwiek zaniedbanie interwałów jego wymiany zazwyczaj kończy się dla takiej skrzyni katastrofą.
Skrzynie bezstopniowe CVT i e-CVT – czy są lepsze od DSG?
Jeszcze jednym typem skrzyń automatycznych, które możemy znaleźć na rynku, są tak zwane przekładnie bezstopniowe. Oznaczane są one zazwyczaj jako CVT lub e-CVT, przy czym ten drugi wariant stosowany jest wyłącznie w pojazdach z napędem hybrydowym. Podstawową różnicą zarówno wobec skrzyni hydrokinetycznej jak i DSG jest brak pojęcia takiego jak „biegi”. Obecna jest bowiem nieskończona ilość przełożeń, które zmieniane są w sposób ciągły podczas rozpędzania auta. Dzięki temu silnik może zachowywać praktycznie jednostajne obroty podczas całego procesu przyspieszania. Wadą jest charakterystyczne głośne wycie jednostki napędowej, gdy chcemy rozpędzić auto bardzo szybko i dynamicznie. Jednak z drugiej strony skrzynie bezstopniowe pozwalają na utrzymanie wyjątkowo niskiego spalania w ruchu miejskim, a także są niezwykle wygodne. Nie znajdują się bowiem w nich żadne elementy, które mogłyby wpłynąć na szarpanie podczas zmiany przełożeń – ponieważ klasycznych „przełożeń” jakie posiada skrzynia hydrokinetyczna czy skrzynia DSG tutaj po prostu nie znajdziemy.
Sposób przeniesienia napędu w skrzyni typu CVT
W klasycznej przekładni CVT (nie dotyczy to skrzyń e-CVT w pojazdach hybrydowych) przeniesienie napędu realizowane jest w dość niezwykły sposób. Wewnątrz obudowy znajduje się bowiem metalowy łańcuch, który pracuje pomiędzy dwoma kołami o zmiennej średnicy. Jedno z nich napędza silnik, drugie natomiast połączone jest z wyjściem napędu na mechanizm różnicowy i koła pojazdu. Koła złożone są ze stożkowych dysków, które pod wpływem ciśnienia oleju hydraulicznego zbliżają się do siebie lub oddalają, co umożliwia de facto zmianę ich średnicy, a to prowadzi bezpośrednio do płynnej zmiany przełożenia. Niestety ów łańcuch jest największą wadą tych skrzyń, ponieważ jego konstrukcja bardzo często nie jest w stanie przetrwać próby czasu. Dlatego też pojazdy ze skrzyniami CVT nie nadają się do bardzo dynamicznej jazdy, ciągnięcia przyczep, czy pokonywania tras z wysokimi prędkościami bądź w terenie górzystym. W takich okolicznościach trwałość łańcucha zmniejsza się drastycznie, a jego pęknięcie oznacza całkowitą destrukcję tego typu przekładni.
Bardzo trafne spostrzeżenie z tym komfortem w mieście – po przesiadce na automat trudno sobie wyobrazić powrót do ciągłego wachlowania lewarkiem w korkach. DSG faktycznie pod kątem szybkości reakcji wypada świetnie na tle tradycyjnych przekładni hydrokinetycznych. Jeśli interesuje Was głębsze spojrzenie na to, jak ta technologia namieszała na rynku, to rzućcie okiem na ten tekst o tym, jaki wpływ na motoryzację miała skrzynia DSG i co dokładnie zmieniła w podejściu do projektowania napędów. Fajne uzupełnienie powyższego porównania.