1

AMBREIAJE DUBLE

Ambreiajele duble se utilizează în special la transmisiile cu dublu ambreiaj

(DCT – Dual Clutch Transmission). Tehnologia transmisiilor cu dublu ambreiaj nu

este nouă, Porsche a început utilizarea acestei tehnologii acum 25 de ani. Datorită

costurilor mari de producție și a controlului deosebit de complex al schimbării

treptelor de viteză tehnologia DCT nu a fost adoptată pe scară largă.

Acestea pot fi:

1. Ambreiaje duble cu frecare uscate

2. Ambreiaje duble cu frecare umedă

Fig. 1 Ambreiajul dublu cu frecare uscată

1 - furcă de acționare ambreiaj 1; 2 - furcă de acționare ambreiaj 2; 3 - rulment de

presiune 1; 4 - rulment placă central; 5 – Volant cu masă dublă (Dual Mass

Flywheell); 6 - placă de presiune ambreiaj 1; 7 - disc de ambreiaj 1; 8 - placă centrală;

9 - disc de ambreiaj 2; 10 - placă de presiune 2; 11 - arc diafragmă 1

2

Ambreiajele duble uscate au avantajul unui randament mai bun datorită lipsei

uleiului. De asemenea coeficientul de frecare al acestor ambreiaje se situează între 0.2

și 0.4, valori duble față de un ambreiaj dublu umed. Cu toate acestea ambreiajele

uscate sunt proiectate să funcționeze pe întreaga durată de viață a automobilului, fără

a avea nevoie de întreținere.

Componentele unui ambreiaj dublu sunt similare cu cele ale unui ambreiaj

simplu: placă de presiune, disc de ambreiaj, rulment de presiune și arc diafragmă.

Furcile de acționare pot fi controlate electro-hidraulic sau electric. Acestea

trebuie să fie rezistente din punct de vedere mecanic și perfect funcționale pe toată

durata de viața a ambreiajului.

Rulmentul de presiune, câte unul pentru fiecare ambreiaj, are rolul de a

permite acționarea arcului diafragmă prin intermediul furcii.

Volantul cu masă dublă este montat pe partea cu motorul și are rolul de a

filtra oscilațiile torsionale ale motorului. Montarea unui volant cu masă dublă nu este

obligatorie în cazul motoarelor cu injecție indirectă. În cazul motoarelor diesel cât și

în cazul motoarelor pe benzină cu injecție directă este necesară utilizarea volantei

duble deoarece oscilațiile de cuplu sunt mai pronunțate.

Discurile de ambreiaj sunt mai groase decât cele ale unei cutii manuale. De

asemenea rezistența la uzare este mai mare deoarece acestea trebuie să reziste toată

durata de viață a automobilului. Discul ambreiajului 1 are diametru mai mare,

deoarece acesta este supus unor sarcini mai mari.

Plăcile de presiune sunt de mărimi diferite, fiecare fiind potrivită pentru discul

de ambreiaj corespunzător. Mecanismele de acționare sunt de asemenea diferite, placa

de presiune 2 este acționată prin împingere iar placa de presiune 1 prin tragere.

Între cele două discuri de ambreiaj este poziționată o placă centrală. Acesta se

sprijină pe un rulment cu bile, are grosime mai mare decât plăcile de presiune și este

utilizată de ambele discuri de ambreiaj pentru transmiterea mișcării. Datorită

3

poziționării, rulmentul plăcii centrale este supus unor solicitări termice intense ce

pot ajunge și până la 200 °C.

Fig. 2 Secțiune printr-un ambreiaj dublu cu frecare uscată

1 - volant cu masă dublă; 2 - placă de presiune 1; 3 - disc de ambreiaj 1; 4 - disc de

ambreiaj 2; 5 - placă de presiune 2; 6 - arbore cotit; 7 - arbore de intrare în transmisie

1 (arbore tubular); 8 - arbore de intrare în transmisie 2; 9 - placă central; 10 – arcurile

pentru amortizarea vibrațiilor torsionale din Volant; 11 – arcul diafragmă

10

11

4

Cuplul motor este transferat, prin intermediul volantului cu masă dublă, plăcii

centrale. Aceasta se rotește împreună cu volantul cu masă dublă, cu plăcile de

presiune și cu cele două arcuri diafragmă. Ambele ambreiaje sunt prevăzute cu

mecanisme de compensare automată a uzurii (SAC), care mențin constantă

distanța între discurile de ambreiaj și plăcile de presiune, indiferent de gradul de uzură

al discului. Acest mecanism asigură forțe mici de acționare pe întreaga durată de viață

a ambreiajului și caracteristici constante ale acestora, elemente esențiale pentru un

sistemul de acționare automat.

Fig. 3 Ambreiajul dublu multidisc umed

1 - butuc principal; 2 - piston cuplare ambreiaj 2; 3 - carcasa ambreiajelor; 4 - arbore

de intrare; 5 - discuri de antrenare ale arborilor cutiei; 6 - discuri de intrare; 7 -

pistoane cuplare ambreiaje; 8 - garnituri de etanșare

5

Randamentul superior al ambreiajelor uscate, comparativ cu cele multi-disc

umede, au permis automobilelor cu transmisii cu dublu ambreiaj cu frecare uscată să

obțină un consum de combustibil mai mic comparativ cu un automobil cu transmisie

manuală. În plus acestă arhitectură de transmisie are și avantajele unei transmisii

automate: schimbarea rapidă a treptelor și fără întrerupere a cuplului motor, confort

ridicat.

Datorită acestor avantaje transmisia cu dublu ambreiaj cu frecare uscată

reprezintă soluția viitorului pentru automobilele de clasă mică și medie.

Pe butucul arborelui de intrare (4) este montat volantul cu masă dublă (DMF)

care transmite mișcarea de la arborele cotit al motorului. Mai departe mișcarea se

transmite prin intermediul carcasei (3) la discurile de intrare (6) legate rigid de aceasta

și de butucul principal (1). Pistoanele de cuplare a ambreiajelor (7), controlate în

presiune de calculatorul DSG, comprimă discurile acestora și transmit mișcare

discurilor de antrenare a arborilor cutiei de viteze (5).

Cuplul de la arborele cotit al motorului este transmis, prin intermediul unui

volant cu masă dublă, celor două ambreiaje multidisc. Cuplarea și decuplarea

ambreiajelor se face prin reglarea presiunii uleiului de transmisie cu ajutorul unor

supape electromagnetice proporționale. Astfel, în funcție de cuplul motor ce trebuie

transmis prin ambreiaj, calculatorul DSG comandă presiunea de închidere a

ambreiajelor. Pentru a decupla ambreiajele este utilizat un arc diafragmă pentru

ambreiajul 1 și mai multe arcuri elicoidale pentru ambreiajul 2.

În funcție de tipul ambreiajelor și de modul de acționare al acestora cutiile cu

dublu ambreiaj se clasifică în:

cutii cu ambreiaje multidisc, umede, acționate hidraulic;

cutii cu ambreiaje monodisc, uscate, acționate electric.

Principalul criteriu de utilizare a unui ambreiaj multidisc umed sau a unuia

monodisc uscat este cuplul motor maxim transmis. Astfel, în cazul în care, cuplul

6

motor maxim depășește 250 N∙m este de preferat să se utilizeze ambreiaje multidisc

umede. Pe lângă avantajul cuplului transmis, un ambreiaj multidisc umed, disipă

căldura mai ușor, nu se uzează iar cuplarea și decuplarea este mai lină și fără șocuri.

Fig. 4 Ambreiaj dublu uscat Fig. 5 Ambreiaj dublu umed

La automobilele la care grupul propulsor dezvoltă sub 200 – 250 N∙m utilizarea

unor ambreiaje monodisc, uscate, acționare electric prezintă avantajul consumului mai

scăzut de combustibil, datorită lipsei pompei de ulei și a pierderilor prin frecări mai

reduse. Decizia de a echipa automobilul cu o cutie cu dublu ambreiaj umed sau uscat

este luată în funcție de mai multe considerente. În tabelul de mai jos sunt prezentate

comparativ caracteristicile celor două soluții de ambreiaj.

Un ambreiaj umed este un ambreiaj scufundat într-un lichid (ulei) de răcire,

care totodată păstrează curate suprafețele de contact, face utilizarea mai lină, și

prelungește astfel durata de funcționalitate al acestui tip de organ de mașină.

Ambreiajul dublu umed este scufundat în uleiul de transmisie. Acest design

oferă performanţe de răcire excelente, uleiul absorbind imediat căldura. În plus,

necesită un spaţiu de instalare redus și este capabil să transmită un cuplu motor mai

7

mare. De aceea, ambreiajul dublu umed este folosit cu predominanţă la autovehicule

cu cuplu mare. Însă, acesta are și anumite dezavantaje: pierderi mari de rezistenţă

datorită ambreiajului umed, necesitatea pompelor hidraulice de mare capacitate și

timpi lungi de reparaţie.

La fel ca în cazul ambreiajelor convenţionale cu un singur disc, ambreiajul

dublu uscat este localizat în carcasa cutiei de viteze. Nu există pierderi datorită

rezistenţei pentru că nu este scufundat în ulei ceea ce crește eficienţa motorului și a

consumului, în comparaţie cu ambreiajele umede. De asemenea, reparaţiile sunt mai

puţin complexe.

Tabelul 1 Criterii de alegere a ambreiajelor duble

Criteriul Dublu ambreiaj

uscat

Dublu ambreiaj

umed

Controlabilitatea cuplării/decuplării - +

Uzura - +

Disiparea căldurii - +

Comportamentul la temperaturi scăzute + -

Dimensiuni - +

Inerția mecanică - +

Capacitatea de transmitere a cuplului - +

Masa + -

Comfortul la schimbarea treptelor - +

Consumul de combustibil + -

Costul total + -

Beneficiile ambreiajului dublu:

Îmbină ușurinţa în folosire a transmisiei automate cu promptitudinea

transmisiei manual;

Este similar transmisiei automate fiind, în plus, foarte efficient;

8

Nu există întreruperi de putere în timpul transferului de cuplu;

Eficienţă a consumului îmbunătăţită;

Reducerea emisiilor de CO2;