Sześciobiegowa preselekcyjna skrzynia biegów typu S-Tronic/DSG cz. 3.
Funkcje sterujące zespołem sprzęgła podwójnego preselekcyjnej skrzyni biegów obejmują swoim zakresem dwa niezależne tryby awaryjne. Tryb pierwszy zapobiega nadmiernemu przeciążeniu sprzęgła, natomiast drugi inicjuje rozłączanie awaryjne danego sprzęgła oraz odgałęzienia skrzyni biegów, z którym jest ono połączone.
- Sterownik skrzyni preselekcyjnej analizuje w czasie rzeczywistym wszelkie nieprawidłowości w jej działaniu.
- Przekroczenie bezpiecznego limitu ciśnienia sterującego określonym sprzęgłem spowoduje przejście przekładni w tryb awaryjny.
- Realizacja programu awaryjnego dla odgałęzienia nr 1 (biegi 5, 3, 1 i R) przebiega przy braku zasilania/wysterowania elektrozaworu N371.
- Tryb awaryjny dla odgałęzienia nr 2 (biegi 6, 4 i 2) aktywuje się, gdy sterownik przekładni wyłączy zasilanie dla elektrozaworu N233.
- Wariant awaryjnego odłączenia obydwóch obiegów hydraulicznych w tym samym czasie jest niemożliwy do zrealizowania, więc rozłączanie awaryjne musi przebiegać indywidualnie dla każdego sprzęgła.
- Zmiana poszczególnych biegów odbywa się za pomocą hydraulicznie przesuwanych widełek, które poruszają cztery przesuwki synchronizatorów.
- Kluczową rolę odgrywa synchronizacja czasu włączania danego biegu, obliczana przez sterownik skrzyni biegów
- Gdy określony bieg zostanie włączony, następuje wtedy ustalenie położenia widełek.
- Dwusprzęgłowa preselekcyjna skrzynia biegów o oznaczeniu S-Tronic/DSG nie będzie działać w sytuacji, gdy zabraknie napięcia zasilania, jak i ciśnienia oleju hydraulicznego.
- Zabezpieczenie przed nadmiernym wzrostem ciśnienia oleju w skrzyni dwusprzęgłowej zapewnia zawór bezpieczeństwa.
Sterownik skrzyni preselekcyjnej analizuje w czasie rzeczywistym wszelkie nieprawidłowości w jej działaniu oraz kontroluje pułap poszczególnych parametrów sterujących. Przekroczenie bezpiecznego limitu ciśnienia sterującego określonym sprzęgłem spowoduje przejście przekładni w tryb awaryjny i natychmiastowe rozłączenie danego sprzęgła wraz z wyłączeniem jednego z odgałęzień skrzyni. Realizacja programu awaryjnego dla odgałęzienia nr 1 (odgałęzienia obsługującego biegi 5, 3, 1 i bieg wsteczny wraz ze sprzęgłem P1) przebiega przy braku zasilania/wysterowania elektrozaworu N371, czyli wyłączeniu z pracy skrzyni biegów odgałęzienia nr 2. Analogicznie – tryb awaryjny dla odgałęzienia nr 2 (obsługującego biegi 6, 4 i 2 oraz sprzęgło P2) aktywuje się, gdy sterownik przekładni wyłączy zasilanie dla elektrozaworu N233 (elektrozawór nie jest wysterowywany). Zarówno elektrozawór N371 jak i N233 posiadają charakterystykę rosnącą w przebiegu zależności ciśnienia oleju od prądu zasilającego, więc w sytuacji, gdy elektrozawory nie są wysterowane tłok zaworu bezpieczeństwa pod wpływem nacisku sprężyny pozostaje przesunięty w lewą stronę (ilustracja 1), powodując odcięcie strumienia ciśnienia oleju sterującego danym sprzęgłem oraz widełkami zmiany biegów.
Gdy elektrozawory N371 lub N233 są zasilanie (wysterowane), to tłok sterujący przesunięty zostaje w prawo poprzez dopływ ciśnienia sterującego do zaworu awaryjnego, dzięki czemu otwarty zostaje przepływ oleju do sprzęgła i widełek sterujących zmianą przełożenia. Obiegi hydrauliczne sprzęgła P1 (wraz z odgałęzieniem nr 1) oraz sprzęgła P2 (z odgałęzieniem nr 2), jak i widełek przełączających są odseparowane od siebie i posiadają indywidualne zabezpieczenia.
Tryb awaryjny w skrzyni biegów
Wariant awaryjnego odłączenia obydwóch obiegów hydraulicznych w tym samym czasie jest niemożliwy do zrealizowania, więc rozłączanie awaryjne musi przebiegać indywidualnie dla każdego sprzęgła. Konstrukcja dwusprzęgłowej skrzyni biegów typu S-Tronic/DSG nie pozwala na jazdę na wstecznym biegu w trybie awaryjnym z funkcją rozłączenia danego sprzęgła i jego odgałęzienia. Jazda na biegu wstecznym w przypadku awaryjnego trybu dla odgałęzienia nr 1 jest niemożliwa, gdyż zostaje wyłączony układ hydrauliczny przynależący do odgałęzienia nr 2, który steruje bezpośrednio realizacją biegu wstecznego. Z kolei przebieg awaryjnego trybu dla odgałęzienia nr 2 przebiega przy wyłączonym sprzęgle P1, które jest niezbędne do przeniesienia napędu dla wstecznego biegu. Podsumuwując, sterownik skrzyni dwusprzęgłowej w trybach awaryjnych, gdzie konieczne jest wyłączenie z pracy danego odgałęzienia z przynależnym do niego sprzęgłem, pozwala na:
- jazdę na biegach pierwszym i trzecim (z przerwą w przeniesieniu napędu) w trybie awaryjnym dla odgałęzienia nr 1 (odgałęzienie nr 2 jest odłączone),
- jazdę na drugim biegu (pełniącym rolę biegu do ruszania z miejsca) w trybie awaryjnym dla odgałęzienia nr 2 (odgałęzienie nr 1 jest odłączone).
Jazda na biegu wstecznym w dwóch powyższych trybach awaryjnych jest niemożliwa. Kierujący samochodem jest informowany o aktywacji programu awaryjnego wyłączającego dane odgałęzienie skrzyni biegów za pomocą symboli przy dźwigni zmiany biegów (symbole mogą być podświetlone lub migać).
Zmiana poszczególnych biegów odbywa się za pomocą hydraulicznie przesuwanych widełek, które poruszają cztery przesuwki synchronizatorów. Konstrukcja widełek została przystosowana do współpracy z hydraulicznym układem sterującym (ilustracja 2). Ciśnienie oleju doprowadzane specjalnymi kanałami w obudowie skrzyni biegów kierowane jest do cylindrów hydraulicznych, w których umieszczone są tłoczki, za pośrednictwem których przesuwane są widełki. Aby precyzyjnie sterować procesem włączania poszczególnych biegów, widełki posiadają czujniki przesunięcia umożliwiające określenie ich dokładnej pozycji.
Kluczową rolę odgrywa synchronizacja czasu włączania danego biegu, obliczana przez sterownik skrzyni biegów z uwzględnieniem innych parametrów i odpowiednie dostosowanie ciśnienia sterującego pracą widełek. Ciśnienie sterujące oddziaływuje na tłoczki widełek zmiany biegów, które mogą osiągać trzy położenia: dwa skrajne (lewe i prawe) dla włączonego biegu oraz położenie neutralne, czyli środkowe (ilustracja 3).
Gdy określony bieg zostanie włączony, następuje wtedy ustalenie położenia widełek za pomocą specjalnego mechanizmu oraz wstrzymywane jest zasilanie olejem pod ciśnieniem cylindra hydraulicznego mechanizmu zmiany biegów. Ciśnienie sterujące przesuwem widełek może zawierać się w przedziale do 20 barów. Wszelkie zakłócenia w pracy mechanizmu zmiany biegów lub wykrycie nieodpowiedniego położenia widełek jest przez sterownik skrzyni biegów rozpoznawane jako usterka i włączany jest tryb awaryjnego rozłączenia danego odgałęzienia wraz ze sprzęgłem współpracującym. Prace serwisowe związane z wymianą modułu mechatronicznego lub komponentu odpowiedzialnego za przełączanie biegów wymagają przeprowadzenia procedury nastaw podstawowych za pomocą testera diagnostycznego i próbnej jazdy adaptacyjnej.
MOŻE ZAINTERESUJE CIĘ TAKŻE
Czynności te są ważne z uwagi na prawidłowe działanie skrzyni preselekcyjnej, gdyż sterownik przekładni musi dostawać precyzyjne informacje o położeniu widełek zmiany biegów za pośrednictwem czujników ich położenia (sensory hallotronowe). Zużycie poszczególnych elementów, jak i tolerancja wykonania komponentów odpowiadających zmianie biegów powoduje, iż sterownik przekładni preselekcyjnej musi „wyuczyć się” położenia i punktów synchronizacji każdego biegu.
Idea hydraulicznego sterowania zmianą biegów skrzyni preselekcyjnej opiera się na współpracy tak zwanego multipleksera z czterema elektromagnetycznymi zaworami sterującymi N88, N89, N90, N91 (ilustracja 4). Elektrozawory N88–N91 sterują widełkami zmiany biegów i multiplekserem. Sam multiplekser dzięki swemu kształtowi umożliwia regulację ośmiu cylindrów hydraulicznych z wykorzystaniem czterech elektrozaworów magnetycznych N88–N91. Położeniem multipleksera steruje elektrozawór N92. W fazie braku zasilania tego elektrozaworu, sprężyna przesuwa multiplekser w pozycję spoczynkową, czyli w położenie prawe. Taki stan umożliwia włączenie biegów: pierwszego, trzeciego, szóstego i wstecznego. Elektrozawory N88 i N89 regulują pracę widełek biegu pierwszego i trzeciego, z kolei elektrozawory N90 oraz N91 sterują widełkami biegów wstecznego i szóstego.
W fazie zasilania elektrozaworu N92 dopływ ciśnienia sterującego przestawia multiplekser w lewe, skrajne położenie, pozwalając na włączenie biegów: drugiego, czwartego i piątego. Elektrozawory N90 i N91 sterują pracą widełek biegów drugiego i czwartego, zaś elektrozawory N88 oraz N89 – widełek biegu piątego. Nadmierny hałas generowany podczas włączania poszczególnych biegów poprzez ciśnienie załączające może zostać ograniczony poprzez elektrozawory N233 i N377.
Dwusprzęgłowa preselekcyjna skrzynia biegów o oznaczeniu S-Tronic/DSG nie będzie działać w sytuacji, gdy zabraknie napięcia zasilania, jak i ciśnienia oleju hydraulicznego, ponieważ parametry te są niezbędne do pracy systemów hydrauliczno-elektronicznych przekładni. Dodatkowo układ zasilania olejem hydraulicznym przesyła olej do zespołu sprzęgła podwójnego, cylindrów włączających poszczególne biegi oraz obiegów chłodzących sprzęgła. Dokładne smarowanie kół zębatych wraz z łożyskami umożliwia rozbudowany układ rozpylaczy oleju hydraulicznego. Wersja z napędem na przednią oś posiada wyodrębniony jeden obieg oleju, podczas gdy wersja Quattro (napęd na wszystkie koła) dodatkowo w przekładni kątowej ma tradycyjny olej przekładniowy. Aby sprostać wysokim wymaganiom dotyczącym wydajności układu hydraulicznego, zastosowano zębatą pompę oleju o zazębieniu wewnętrznym napędzaną za pośrednictwem wałka, który obraca się z prędkością obrotową wału korbowego silnika. Wałek pompy oleju jest zabudowany wewnątrz wałka wejściowego nr 1 i przenosi napęd od tarczy zabierakowej z wielowypustem. Ciśnienie robocze oleju kontroluje układ regulacji ciśnienia i ustala je w granicach 3–20 barów.
Zabezpieczenie przed nadmiernym wzrostem ciśnienia oleju w skrzyni dwusprzęgłowej zapewnia zawór bezpieczeństwa, który otwiera się powyżej 32 barów, chroniąc podzespoły przekładni przed uszkodzeniem. Filtr oleju podzielono na dwa podzespoły: filtr strony ssącej i strony tłoczącej, więc charakteryzuje się on wysokim współczynnikiem skuteczności oczyszczania oleju z wszelkich zanieczyszczeń. Magnesy zamontowane w filtrze oleju oraz w korku spustowym wyłapują opiłki metalowe. Skrzynia dwusprzęgłowa posiada chłodnicę oleju hydraulicznego połączoną z obiegiem układu chłodzenia samochodu.
