Jak řadí převodovka DSG?

Zkratka DSG vznikla z německého výrazu Direktschaltgetriebe, resp. anglického ekvivalentu Direct Shift Gear. Z jejích výhod se mohou radovat řidiči automobilů značky Volkswagen, Audi, Škoda, Seat. Co lze očekávat od nové převodovky?

Manuální převodovky jsou stále preferovány zákazníky v Evropě, automatické převodovky s měničem točivého momentu jsou zase populární v zámoří. Dosud uvedené mezistupně – automatizované manuální převodovky, resp. automatické převodovky s možností volby převodového stupně – zatím stoprocentně nesplňují cíl, který si jejich konstruktéři vytýčili. Spojení výhod manuální a automatické převodovky slibuje znovuobjevený koncept paralelní převodovky s dvojitou spojkou. Jako první jej do sériové výroby uvedlo Audi v modelu TT a Volkswagen v Golfu R32.

Historie

Předchůdci současné převodovky DSG byli poprvé nasazeni v roce 1985 do soutěžního speciálu Audi Sport Quattro S1 a na přelomu osmdesátých a devadesátých let v prototypech Porsche 962C. Rychlé řazení (dodavatel převodovky byla firma ZF) už tehdy pomáhalo získat cenné desetiny sekundy při změně převodů, a tak např. Porsche bylo na trati schopno držet krok i s výkonově silnějšími konkurenty. Problém dostatečně rychlého a spolehlivého ovládání dvojice spojek, který zabránil rychlejšímu rozšíření do sériové výroby, vyřešila teprve elektronika a hydraulika o celé desetiletí později.

Volkswagen + BorgWarner = DSG

Převodovka DSG je společným dílem koncernů Volkswagen a BorgWarner. VW byl zodpovědný za konstrukci převodovky a celkovou stavbu ústrojí, BorgWarner vyvíjel dvojitou spojku a novou mechatronickou část, která integruje řídící elektroniku a akční hydraulické členy. Vývoj nové převodovky DSG trval od čistého papíru do zavedení sériové výroby celých 5 let. BorgWarner nazývá novou převodovku DualTronic a během letošního roku plánuje rozšíření tohoto konceptu do automobilů dalších dvou automobilových koncernů.

Převodovka DSG určená pro automobily skupiny VW, je určena pro příčnou zástavbu, je schopna přenášet točivé momenty do 350 Nm a její hmotnost činí 90 kg (včetně olejové náplně 6,4 l). Nová konstrukce byla navržena s cílem uspokojit sportovní styl jízdy evropského řidiče, nabídnout lepší spotřebu paliva a současně umožnit komfortní samočinný režim, který známe z klasických automatů s hydrodynamickým měničem.

Základem převodovky DSG je tříhřídelová šestistupňová převodovka známá z vozů koncernu VW. Uvnitř DSG je dvojice paralelně uspořádaných převodovek (odtud také alternativní označení Paralelschaltgetriebe), se dvěma vstupními a dvěma výstupními hřídeli. Toto uspořádání je názorně vidět ze schématu. Z prostorových důvodů jsou vstupní hřídele vloženy do sebe (jeden z nich je dutý).

BorgWarner zvolil pro konstrukci nové spojky řešení, kdy vícelamelové spojkové kotouče pracují v olejové lázni, která maže a současně chladí a umožňuje tak delší životnost a širší spektrum provozních podmínek. Na druhou stranu neustále hnané olejové čerpadlo generuje celkové ztráty v převodovce v řádu několika procent, jejich další snížení přinese až řešení se suchými spojkami (viz níže). Spojka č.1 obsluhuje převodové stupně 1, 3, 5 a zpětný chod. Spojka č.2 s menším průměrem přenáší točivý moment k převodům 2, 4, 6 a je spojená s dutým hřídelem.

Na druhém konci převodovky (dále od motoru) je olejové čerpadlo, tepelný výměník a filtr. Zubové čerpadlo dodává 15 až 90 l oleje za minutu (olejová náplň 6,5 l) a zajišťuje tak mazání a chlazení ozubených kol, hřídelů a synchronizací a dále je použita také ve spojce a elektrohydraulickém systému, ovládajícím řazení.

Uvnitř převodovky DSG (v oleji o teplotě až 140°C) je také tzv. mechatronický modul, který řídí jednotlivé procesy, na základě informací senzorů.

Účinnost převodovky DSG je blízká účinnosti běžné manuální převodovky díky inteligentnímu ovládání dvojice spojek a hřídelů. To je realizováno elektronicko-hydraulickým modulem, který stále připravuje jeden dopředu zařazený rychlostní stupeň. Například při rozjezdu, kdy je zařazen první a druhý převodový stupeň, je po sešlápnutí akcelerátoru aktivován první stupeň. Jakmile motor dosáhne otáček optimálních pro přeřazení, dojde ve skutečnosti jen k postupnému vypínání spojky číslo 1 a současnému sepnutí spojky číslo 2. Oba rychlostní stupně jsou stále zařazeny, takže jde jen o rychlost a plynulost změny toku točivého momentu, který není při změně převodu přerušen. Ve chvíli, kdy je sepnuta spojka číslo 2, druhá větev převodovky připraví zařazením třetího stupně vše pro další bezproblémovou a plynulou akceleraci. Celé řazení trvá 0,3 až 0,4 s.

Na druhou stranu ve chvíli, kdy automobil začíná zpomalovat, připravuje převodovka nižší stupně. Je-li to potřeba, umí DSG podřadit dolů i o více stupňů (například ze šestky na dvojku). Elektronika v tomto případě rozdělí celou operaci na dvě (řadí se ze šestky na pětku a pak teprve na dvojku). I toto složitější podřazení zvládá DSG za 0,9 s.

Řidič volí podobné režimy jako v běžných automatizovaných převodovkách. Standardní režim „D“ může být vystřídán sportovním režimem „S“, kdy řídící jednotky motoru a převodovky spolupracují se senzory otáček kol (rozdílné otáčky kol ukazují na jízdu zatáčkou) a zabraňují nechtěnému přeřazení nahoru během průjezdu zatáčkou. Režim „Tiptronic“ nechává rozhodnutí o okamžiku změny převodu na řidiči (tlačítka na volantu, nebo samostatná dráha voliče).

V režimech „S“ a „Tiptronic“ je k dispozici funkce „Launch Control“, která se u stojícího a provozní brzdou brzděného automobilu postará o efektní a rychlou akceleraci. Když sešlápnete současně brzdu i přidáte „plný plyn“, motor automaticky nastaví otáčky 3000 ot/min a po uvolnění brzdy je tak zrychlení ještě svižnější.

Převodovka DSG se nejprve objevila ve vrcholných verzích Audi TT a Golfu R32. Konkrétně Golf R32 nabízí zajímavé srovnání, protože podle údajů výrobce dokáže manuální verze zrychlit z klidu na 100 km/h za 6,6 s, kdežto s DSG mu stačí 6,4 s. Kombinovaná spotřeba se přitom snížila z 11,5 l / 100 km na 10,2 l /100 km a maximální rychlost zůstala nezměněna (247 km/h).

BorgWarner optimisticky odhaduje, že v roce 2010, bude celých 18% (!) vozů na evropském trhu vybaveno obdobnou dvouspojkovou převodovkou. ZF Sachs je v odhadu zdrženlivější, když předpokládá podíl dvouspojkových převodovek 3 až 4 % evropského trhu. ZF Sachs pracuje současně na vývoji nové generace převodovek se suchými spojkami i se spojkami pracujícími v olejové lázni.

Konkurenční firma LuK pracuje na svém řešení pod názvem PSG (Parallel-Schalt-Getriebe), které bude pracovat se suchou dvojitou spojkou, což sníží ztráty proti DSG o 3 až 5 %. Výhodou proti DSG bude mnohem výše situovaná hranice přenesitelného točivého momentu (limitem je dle LuKu jen průměr spojky). Poslední velký hráč na trhu, firma Valeo, se zaměřila také na řešení se suchou spojkou.