Двойное сцепление (также называемое двойным выключением сцепления за пределами США) — это метод переключения передач, используемый в основном для транспортных средств с несинхронизированной механической коробкой передач , таких как коммерческие грузовики и специальные транспортные средства. Хотя двойное сцепление [1] не является необходимым в транспортном средстве с синхронизированной механической коробкой передач, этот метод может быть выгоден для плавного переключения на пониженную передачу с целью ускорения и, если он выполнен правильно, он предотвращает износ синхронизаторов, которые обычно выравнивают входную и выходную скорости трансмиссии, позволяя переключаться на пониженную передачу.
При использовании этого метода вместо того, чтобы выжать сцепление один раз и сразу переключиться на другую передачу, водитель сначала включает трансмиссию на нейтральной передаче, прежде чем переключиться на следующую передачу. Сцепление выжимается и отпускается при каждом переключении. Связанная с этим техника понижения передачи или согласования оборотов — это переключение «пятка-носок» , при котором дроссельная заслонка резко нажимается (т. е. на мгновение открывается во время понижения передачи) пяткой водителя во время торможения.
До появления синхронизаторов трансмиссии в 1927 году [2] двойное сцепление было техникой, необходимой для предотвращения повреждения коробки передач автомобиля во время переключения передач. Из-за сложности и зачастую ненужной избыточности, связанной с этой техникой, в сочетании с появлением синхронизированных систем передач, она в значительной степени вышла из употребления в легковых автомобилях. Однако многие тягачи по-прежнему поставляются с несинхронизированной коробкой передач, для которой требуется техника двойного сцепления.
В несинхронизированной коробке передач с нейтралкой между передачами типичное переключение включает два переключения передач, один раз на нейтраль и еще раз на целевую передачу. [3] Во время любого переключения отключение компонентов привода с помощью сцепления разгружает усилие от противостоящих компонентов от двигателя и трансмиссии. Отключение сцепления для каждого переключения с каждой передачи и затем на каждую передачу является двойным сцеплением или расцеплением. [4] Из-за отсутствия нейтрального промежутка двойное сцепление невозможно для последовательного переключения передач, как в полностью последовательной коробке передач, используемой в мотоциклах и гоночных автомобилях.
Техника двойного сцепления включает в себя следующие этапы:
Хотя в некоторых юрисдикциях двойное сцепление является обязательным условием при получении коммерческих водительских прав , многие дальнобойщики учатся переключать передачи без использования сцепления. Это известно как плавающие передачи или плавающее переключение , когда сцепление необходимо только во время запуска и остановки. Однако производители несинхронизированных коробок передач, такие как Eaton [5], не рекомендуют это, поскольку это, как правило, приводит к дополнительному износу шестерен.
Освоить двойное сцепление может быть сложно, поскольку для этого водителю необходимо точно оценивать скорость автомобиля и переключать передачу на нужную передачу; вес автомобиля и уклон дороги являются важными факторами, поскольку они влияют на ускорение или замедление автомобиля во время переключения передач.
Иногда водители грузовиков используют моторный тормоз, чтобы помочь согласовать обороты двигателя с передачей. Наиболее распространенная ситуация — загруженный автомобиль, у которого нет разделенных передач или половинных передач в нижнем диапазоне, от передач 1 до 4. В этом случае особенно сложно, а иногда и невозможно перейти с 1 на 2, а иногда даже со 2 на 3 при трогании на холме. Проблема в том, что к тому времени, когда обороты двигателя достаточно упадут, чтобы переключиться на более высокую передачу, автомобиль слишком сильно замедлится или, возможно, даже остановится, что сделает переключение невозможным. Моторные тормоза, которые на некоторых моделях могут быть установлены на разную интенсивность (замедляя переменное количество цилиндров двигателя), позволяют переключаться, достаточно быстро снижая обороты двигателя, чтобы переключиться на более высокую передачу до того, как автомобиль слишком сильно замедлится. Этот прием, иногда называемый «переключением передач с помощью джейка», требует высокого мастерства и большой практики переключения без сцепления и обычно не рекомендуется водителям грузовиков, поскольку ошибки могут привести к повреждению трансмиссии. По данным Национальной администрации безопасности дорожного движения (NHTSA), муниципалитеты по всей территории Соединенных Штатов запретили использование моторных тормозов с компрессионным растормаживанием , включая переключение передач с помощью рычага, из-за производимого ими шума. [6]
Цель техники двойного сцепления — помочь в согласовании скорости вращения входного вала, приводимого в движение двигателем, со скоростью вращения передачи, которую водитель хочет выбрать. Выходной вал в трансмиссии напрямую приводится в движение вращающимися колесами, и каждый набор шестерен имеет разное передаточное отношение, поэтому в пятиступенчатой трансмиссии на четвертой передаче три нижних набора шестерен не будут вращаться с тремя различными и более быстрыми скоростями, а одна более высокая передача будет вращаться с более медленной скоростью, чем входной вал. Для переключения на пониженную передачу четвертая передача должна быть отключена, не оставляя шестерен, соединенных с входным валом. Это нейтральное положение , и входной вал и шестерни должны быть ускорены, чтобы скорость выходного вала и нижняя передача, которую оператор хочет выбрать, соответствовали скоростям достаточно долго, чтобы кулачковая муфта могла их заблокировать. Когда скорости совпадают, передача будет плавно включаться, и сцепление не потребуется. Если скорости не совпадают, зубья собачки на воротнике будут «сталкиваться» или скрежетать, пытаясь войти в отверстия на нужной передаче.
Современная синхронизированная коробка передач выполняет эту синхронизацию более эффективно. Однако, когда скорость двигателя значительно отличается от скорости трансмиссии, желаемая передача часто не может быть включена даже в полностью синхронизированной коробке передач. Примером может служить попытка переключения на передачу во время движения за пределами диапазона скорости или направления передачи, например, случайное переключение на первую передачу из верхней части второй или намеренное переключение с задней на переднюю передачу при движении на скорости. Двойное сцепление, хотя и (немного) отнимает много времени, облегчает выбор передачи, когда между скоростями двигателя и трансмиссии существует длительная задержка или разница, и снижает износ синхронизаторов (или стопорных колец), которые сами по себе являются латунными конусными муфтами и изнашиваются очень незначительно каждый раз, когда они используются для выравнивания оборотов трансмиссии с выходными оборотами.