В автомобиле с механической коробкой при каждом переключении передачи мощность двигателя на короткое мгновение — пока нога на педали сцепления — не доходит до колёс, и машина делает крошечную "паузу". Коробка с двумя сцеплениями, широко известная под маркой Volkswagen DSG, создана для того, чтобы почти полностью убрать эту паузу. Основная идея удивительно проста: вместо одной коробки используются две "половинки" коробки в одном картере, каждой из которых управляет собственное сцепление.
Две коробки в одном картере
Внутри DSG находятся два вложенных друг в друга первичных вала. Полый наружный вал соединён с одним сцеплением, сплошной внутренний — с другим. Передачи распределены между этими валами: обычно 1-я, 3-я, 5-я (и задняя) стоят на одном валу, а 2-я, 4-я, 6-я — на другом. В каждый момент замкнуто только одно сцепление, передающее мощность двигателя через свою группу передач на колёса; второе сцепление разомкнуто.
Хитрость в том, что "отдыхающая" половина коробки на самом деле не бездействует. Пока машина едет на 3-й передаче, блок управления предполагает, что водитель, скорее всего, перейдёт на 4-ю, и заранее включает 4-ю передачу — но поскольку сцепление этого вала разомкнуто, это ни на что не влияет. Когда нужно переключиться вверх, одно сцепление размыкается, а другое замыкается. Переход измеряется миллисекундами, и поскольку оба сцепления короткое время пробуксовывают вместе, крутящий момент на колёсах не прерывается.
Мокрые и сухие сцепления
Коробки DSG делятся по типу сцепления. В системах с мокрым сцеплением диски работают в масляной ванне; масло охлаждает их и уменьшает износ, поэтому такие сцепления предпочитают для моторов с высоким крутящим моментом. Системы с сухим сцеплением работают без масла, имеют меньшие потери на трение и потому немного экономят топливо; но поскольку они хуже отводят тепло, их обычно сочетают с моторами меньшей мощности. Первый шестиступенчатый агрегат концерна Volkswagen (DQ250) имел мокрое сцепление; более поздний семиступенчатый DQ200 использовал сухое.
Истоки идеи: 1930-е годы
Идея двух сцеплений не нова. Французский инженер Адольф Кегресс запатентовал этот принцип в середине 1930-х годов и в 1939 году установил прототип на Citroën Traction Avant, но у него закончились деньги раньше, чем работу удалось довести до конца. В 1949 году Borg-Warner запатентовала похожую конструкцию под названием "коробка с двумя промежуточными валами", однако этот патент истёк в 1969 году, так и не дойдя до серии. Разработанная в Великобритании в конце 1950-х Easidrive стала одним из первых серийных примеров и применялась на Hillman Minx 1961 года — но оказалась ненадёжной. Проблема была не в механике, а в том, что ещё не существовало электроники, достаточно быстрой и точной, чтобы управлять двумя сцеплениями.
Созревание на гоночной трассе
Пригодной к применению технологию сделал автоспорт. В начале 1980-х Porsche разработала систему под названием "Doppelkupplungsgetriebe" (сокращённо PDK); впервые PDK вышла на гонку в 1986 году на Porsche 962 и позволяла пилотам переключаться, не снимая рук с руля. Примерно тогда же Фердинанд Пиех, работавший тогда в Audi, испытал систему и адаптировал её для раллийного Audi Sport quattro S1. Когда за сорок лет электронное управление стало достаточно дешёвым и надёжным, пришёл черёд серийного производства.
2003 год: выход на улицу
Volkswagen совместно с Borg-Warner выпустила свою шестиступенчатую DSG в 2003 году на Golf R32, а вскоре и на Audi TT — это была первая коробка с двумя сцеплениями, выпускавшаяся серийно на легковом автомобиле. Golf R32 мощностью 250 л. с. с DSG разгонялся до 100 км/ч чуть быстрее версии с "механикой" и при этом расходовал меньше топлива. Это двойное преимущество — быстрее механической и экономичнее автоматической — быстро распространило технологию; сегодня почти все производители от Alfa Romeo до Volvo предлагают вариант с двумя сцеплениями.
Чем она отличается от автомата с гидротрансформатором
В классических автоматах вместо механической связи между двигателем и коробкой используется узел под названием гидротрансформатор, который передаёт мощность через жидкость (гидравлическое масло). Это очень плавно и естественным образом обеспечивает "подкрадывание" на малой скорости, но передача через жидкость означает некоторые потери. Поскольку DSG использует прямое механическое сцепление, у неё этих потерь нет, а переключения резче. Взамен DSG может вести себя менее плавно на очень малой скорости (манёвры при парковке, трогание на крутом подъёме) и сложнее по устройству, а значит дороже в ремонте. В последние годы некоторые производители (в том числе BMW и Aston Martin) ради комфорта вернулись к автоматам с гидротрансформатором; у Porsche же подавляющее большинство покупателей 911 по-прежнему выбирают PDK.