Двойное сцепление (также называемое двойным выключением сцепления за пределами США) — это метод переключения передач, используемый в основном в транспортных средствах с несинхронизированной механической коробкой передач , таких как коммерческие грузовики и специальные автомобили. Хотя двойное сцепление [1] не требуется в автомобиле с синхронизированной механической коробкой передач, этот метод может быть полезен для плавного переключения на пониженную передачу для ускорения и, если все сделано правильно, он предотвращает износ синхронизаторов, которые обычно уравнивают входную и выходную мощность трансмиссии. скорости, позволяющие переключаться на пониженную передачу.
При этом методе вместо того, чтобы один раз нажать сцепление и сразу переключиться на другую передачу, водитель сначала включает коробку передач в нейтральном положении, а затем переключается на следующую передачу. Сцепление нажимается и отпускается при каждом переключении. Связанный с этим метод переключения на пониженную передачу или согласования оборотов - это переключение с пятки на носок , при котором дроссельная заслонка нажимается (т. Е. На мгновение открывается во время переключения на пониженную передачу) пяткой водителя во время торможения.
До появления синхронизаторов трансмиссии в 1927 году [2] двойное сцепление было методом, необходимым для предотвращения повреждения передачи автомобиля во время переключения передач. Из-за сложности и, чаще всего, ненужной избыточности, связанной с этой техникой, в сочетании с появлением систем синхронизированной передачи, она в значительной степени вышла из употребления в легких транспортных средствах. Однако многие тягачи до сих пор поставляются с несинхронизированной коробкой передач, для которой требуется использование двойного сцепления.
В несинхронизированной коробке передач с нейтральной передачей между передачами типичное переключение включает два переключения передач: один раз на нейтральную, а затем на целевую передачу. [3] Во время любого переключения передач отключение компонентов привода через сцепление снимает нагрузку с противоположных компонентов двигателя и трансмиссии. Выключение сцепления при каждом переключении и последующем включении каждой передачи представляет собой двойное выжимание или выключение сцепления. [4] Из-за отсутствия нейтрального расстояния двойное сцепление невозможно при последовательном переключении передач, как и в полностью секвентальной коробке передач, используемой в мотоциклах и гоночных автомобилях.
Техника двойного сцепления включает в себя следующие этапы:
Хотя в некоторых юрисдикциях двойное сцепление является обязательным требованием при получении водительских прав , многие дальнобойщики учатся переключать передачи, не используя сцепление. Это известно как плавающие передачи или плавающее переключение , при этом сцепление необходимо только во время запуска и остановки. Однако производители несинхронных коробок передач, такие как Eaton [5], не рекомендуют это делать , поскольку обычно это приводит к дополнительному износу шестерен.
Освоить двойное сцепление может быть сложно, поскольку оно требует от водителя точно определять скорость автомобиля и точно переключать газ 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 согласовать скорость двигателя с передачей. Наиболее распространенная ситуация – на загруженном автомобиле, у которого нет расщепленных передач или полупередач в нижнем диапазоне, с 1 по 4 передачи. В этом случае особенно сложно, а иногда и невозможно попасть с 1 на 2, а иногда даже с 2 на 3, стартуя на горке. Проблема в том, что к тому времени, когда частота вращения двигателя упадет настолько, что можно будет 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 настроены на различную интенсивность (замедляя переменное количество цилиндров двигателя), позволяют переключать передачи, снижая скорость двигателя достаточно быстро, чтобы переключиться на более высокую передачу до того, как автомобиль слишком сильно замедлится. Этот метод, иногда называемый «переключением Джейка», требует высокого мастерства и большой практики переключения передач без сцепления, и обычно не рекомендуется водителям грузовиков, поскольку ошибки могут привести к повреждению трансмиссии. По данным Национальной администрации безопасности дорожного движения (NHTSA), муниципалитеты США запретили использование компрессионных моторных тормозов , включая переключение передач, из-за уровня шума. [6]
Целью технологии двойного сцепления является помощь в согласовании скорости вращения входного вала, приводимого в движение двигателем, со скоростью вращения передачи, которую водитель желает выбрать. Выходной вал в трансмиссии приводится в движение непосредственно вращающимися колесами, и каждый набор шестерен имеет разное передаточное число, поэтому в пятиступенчатой трансмиссии на четвертой передаче будут три не включенные нижние передачи, вращающиеся на трех разных и более высоких скоростях. скорости и одна высшая передача вращается с меньшей скоростью, чем входной вал. Чтобы переключиться на пониженную передачу, необходимо отключить четвертую передачу, не оставляя шестерен, подключенных к входному валу. Это нейтральный режим , и входной вал и шестерни должны быть ускорены, поэтому скорость выходного вала и нижней передачи, которые оператор хочет выбрать, соответствуют скорости, достаточной для того, чтобы кулачковая муфта зафиксировала их вместе. Когда скорости совпадают, передача включается плавно и сцепление не требуется. Если скорости не совпадают, собачьи зубья на воротнике будут «сталкиваться» или скрежетать, пытаясь войти в отверстия нужной шестерни.
Современная синхронизированная коробка передач обеспечивает эту синхронизацию более эффективно. Однако когда частота вращения двигателя существенно отличается от частоты вращения трансмиссии, нужную передачу зачастую невозможно включить даже в полностью синхронизированной коробке передач. Примером может служить попытка переключиться на передачу во время движения за пределами скорости или диапазона направления передачи, например, случайное включение первой передачи из верхней части второй или намеренное переключение с задней передачи на переднюю передачу при движении на скорости. Двойное сцепление, хотя и занимает (немного) много времени, облегчает выбор передачи, когда существует длительная задержка или разница между скоростями двигателя и трансмиссии, а также снижает износ синхронизаторов (или стопорных колец), которые сами представляют собой латунные конусные муфты и изнашиваются очень незначительно. каждый раз они используются для выравнивания оборотов трансмиссии с оборотами на выходе.