Что такое коробка передач робот и принцип ее работы
Как работает роботизированная коробка передач
Скоро привычную ( — в русской версии) переключения передач заменит селектор с таким вот пазом в виде буквы «зю». И тренировать левую ногу в автомобиле будет уже нечем.
Чтобы ответить на этот вопрос, придётся вспомнить устройство обычной механической коробки передач. Основу классической «механики» составляют два вала — первичный (ведущий) и вторичный (ведомый). На первичный вал через механизм сцепления передаётся крутящий момент от двигателя. Со вторичного вала преобразованный момент идёт на ведущие колёса. И на первичный, и на вторичный валы посажены шестерни, попарно находящиеся в зацеплении. Но на первичном шестерни закреплены жёстко, а на вторичном — свободно вращаются. В положении «нейтраль» все вторичные шестерни прокручиваются на валу свободно, то есть крутящий момент на колёса не поступает.
Перед включением передачи водитель выжимает сцепление, отсоединяя первичный вал от двигателя. Затем рычагом КПП через систему тяг на вторичном валу перемещаются специальные устройства — синхронизаторы. При подведении муфта синхронизатора жёстко блокирует на валу вторичную шестерню нужной передачи. После включения сцепления крутящий момент с заданным коэффициентом начинает передаваться на вторичный вал, а от него — на главную передачу и колёса. Для сокращения общей длины коробки вторичный вал часто делят на два, распределяя ведомые шестерни между ними.
Принцип действия роботизированных коробок передач абсолютно тот же. Единственное отличие в том, что смыканием/размыканием сцепления и выбором передач в «роботе» занимаются сервоприводы — актуаторы. Чаще всего это шаговый электромотор с редуктором и исполнительным механизмом. Но встречаются и гидравлические актуаторы.
Управляет актуаторами электронный блок. По команде на переключение первый сервопривод выжимает сцепление, второй перемещает синхронизаторы, включая нужную передачу. Затем первый плавно отпускает сцепление. Таким образом, педаль сцепления в салоне больше не нужна — при поступлении команды электроника всё сделает сама. В автоматическом режиме команда на смену передачи поступает от компьютера, учитывающего скорость движения, обороты двигателя, данные ESP, ABS и других систем. А в ручном — приказ на переключение отдаёт водитель при помощи селектора КПП или подрулевых лепестков.
Проблема «робота» — отсутствие обратной связи по сцеплению. Человек чувствует момент смыкания дисков и может переключить скорость быстро и плавно. А электроника вынуждена перестраховываться: чтобы избежать рывков и сохранить сцепление, «робот» надолго разрывает поток мощности от двигателя к колёсам во время переключения. Получаются дискомфортные провалы на разгоне. Единственный способ достичь комфорта при переключениях — сократить их время. А это, увы, означает рост цены всей конструкции.
Революционным решением стала появившаяся в начале трансмиссия с двумя сцеплениями DCT (dual clutch transmission). Рассмотрим её работу на примере коробки DSG концерна Volkswagen. У коробки два вторичных вала с расположенными на них ведомыми шестернями и синхронизаторами — как у шестиступенчатой «механики» Гольфа. Фокус в том, что первичных валов тоже два: они вставлены друг в друга по принципу матрёшки. Каждый из валов соединяется с двигателем через отдельное многодисковое сцепление. На внешнем первичном валу закреплены шестерни второй, четвёртой и шестой передач, на внутреннем — первой, третьей, пятой и заднего хода. Допустим, автомобиль начинает разгон с места. Включается первая передача (муфта блокирует ведомую шестерню первой передачи). Замыкается первое сцепление, и крутящий момент через внутренний первичный вал передаётся на колёса. Поехали! Но одновременно с включением первой передачи умная электроника прогнозирует последующее включение второй — и блокирует её вторичную шестерню. Именно поэтому такие коробки ещё называют преселективными. Таким образом, включены две передачи сразу, но заклинивания не происходит, — ведущая шестерня второй передачи находится на внешнем валу, сцепление которого пока разомкнуто.
Когда машина достаточно разгонится и компьютер решит повысить передачу, размыкается первое сцепление и одновременно замыкается второе. Крутящий момент теперь идёт через внешний первичный вал и пару второй передачи. На внутреннем валу уже выбрана третья. При замедлении те же операции происходят в обратном порядке. Переход происходит практически без разрыва потока мощности и с фантастической скоростью. Серийная коробка Гольфа переключается за восемь миллисекунд. Сравните со 150 мс на Ferrari Enzo!
Коробки с двойным сцеплением экономичнее и быстрее традиционных механических, а также более комфортны, чем «автоматы». Главный их недостаток — высокая цена. Вторую проблему — неспособность передавать большой крутящий момент — решили с появлением DSG фирмы Ricardo на купе Bugatti Veyron. Но пока удел большинства суперкаров — «роботы». Хотя, например, коробка Ferrari 599 GTB Fiorano — не чета опелевскому Изитронику: время переключения у суперробота исчисляется десятками миллисекунд.
Сегодня коробки DCT есть не только у Фольксвагена, но и у компаний BMW, Ford, Mitsubishi и FIAT. Преселективные коробки признали даже инженеры Porsche, которые используют в своих машинах только проверенные технологии. Аналитики прогнозируют, что в будущем наиболее распространёнными трансмиссиями станут DCT и вариаторы. А дни третьей педали, похоже, сочтены — скоро она исчезнет даже из самых драйверских спорткаров. Человечество выбирает то, что удобнее.
РКПП — роботизированная коробка передач, «робот»
РКПП — роботизированная коробка передач (коробка «робот), которая позволяет выбирать и включать необходимую передачу без участия водителя, то есть автоматически. При этом ошибочно полагать, что роботизированная трансмиссия является одной из разновидностей АКПП (гидромеханический автомат).
Прежде всего, чтобы понять, что такое роботизированная коробка передач, для начала необходимо вспомнить устройство и принцип работы обычной механической коробки (МКПП). Так вот, фактически роботизированная коробка является той же «механикой», однако автоматическое переключение передач в данном типе КПП становится возможным благодаря наличию боков управления и электронно-механических исполнительных устройств.
Устройство, особенности и принцип работы роботизированной коробки передач
Как уже было сказано выше, РКПП состоит из механической коробки передач, а также дополнительных устройств для выжима сцепления, выбора и переключения передачи. Данные устройства называются актуаторами (актуатор сцепления, актуатор выбора передачи). Также коробка «робот» имеет собственную систему управления, которая представляет собой ЭБУ коробкой и ряд электронных датчиков, взаимодействующих с блоком.
Роботизированная КПП, как и обычная МКПП, имеет сцепление, в ней не используется трансмиссионная жидкость ATF в качестве рабочей для управления и т.д. Добавим, что в современных «роботах» может быть как одно, так и два сцепления. В первом случае следует понимать однодисковый «робот», а во втором преселективную роботизированную коробку передач с двумя сцеплениями.
Если говорить об устройстве коробки — робот, можно выделить следующие базовые составные элементы:
- Коробка передач, которая по устройству напоминает «механику;
- Актуаторы (сервоприводы), отвечающие за выжим сцепления и включение передачи;
- Блок управления коробкой (микропроцессорный ЭБУ) и внешние датчики;
Давайте рассмотрим устройство РКПП на примере 6-и ступенчатой роботизированной коробки передач с двумя сцеплениями. Сама коробка похожа на МКПП, однако имеет сразу два ведущих вала. Если просто, эти валы расположены друг в друге (внешний вал имеет внутреннюю полость, куда вставлен еще один внутренний первичный вал).
Актуаторы роботизированной коробки представляют собой электрические или гидросервоприводы. Электрический актуатор -электромотор с редуктором, гидравлический является гидроцилиндром, шток которого связан с синхронизатором. Главной задачей как первого, так и второго типа устройств становится механическое перемещение синхронизаторов КПП, а также включение и выключение сцепления.
Блок управления коробкой передач является микропроцессорным ЭБУ, к которому подключены внешние датчики, которые задействованы в ЭСУД автомобиля. Другими словами, контроллер коробки передач взаимодействует с датчиками от двигателя, а также ряда других систем (например, ABS и т.д.). Часто блок управления коробкой совмещен с ЭБУ двигателем, при этом коробка работает по собственному заданному алгоритму.
Как работает роботизированная коробка передач
Что касается принципов работы РКПП, для начала движения и дальнейшего плавного переключения передач необходимо задействовать сцепление (как и в МКПП). Включение сцепления реализует актуатор, который получает сигнал от ЭБУ коробкой и начинает медленно вращать редуктор.
После того, как автомобиль начал движение, водитель продолжает нажимать на педаль газа для разгона. В однодисковых роботах с одним сцеплением для включения второй передачи требуется некоторое время, в результате чего возникает характерный «провал».
Чтобы избавиться от такой задержки и сократить время переключений в конструкцию коробки добавили второе сцепление и еще один вал. В результате появилась так называемая преселективная роботизированная КПП.
Подобным образом происходит переключение на последующие высшие передачи, а также понижение передач при езде. При этом время переключения минимально и занимает доли секунды, исключены перегазовки, практически отсутствует разрыв тяги и т.д. Результат — динамичная езда и максимальная топливная экономичность.
Работа в автоматическом режиме становится возможной благодаря тому, что ЭБУ коробкой постоянно анализирует сигналы с внешних датчиков. Блок учитывает нагрузку на ДВС, скорость движения ТС, положение педали газа, пробуксовку колес и т.д.
Простыми словами, водитель при помощи селектора выбирает режим, при котором ЭБУ коробкой не будет инициировать включение, например, 3 передачи и выше, что помогает преодолевать сложные участки пути (снег, гололед, грязь и т.д.).
Преимущества и недостатки коробки — робот
Сегодня коробка-робот является достаточно распространенным решением. Например, концерн VAG активно устанавливает подобные коробки, которые знакомы потребителям, как DSG, на разные модели Audi, Volkswagen, Porsche, Skoda и т.д. Также роботизированную трансмиссию массово ставят на модели Ford, Mitsubishi, Honda и машины целого ряда других мировых производителей.
На первый взгляд может показаться, что РКПП имеет только плюсы: надежность и ремонтопригодность «механики», быстрота переключений, топливная экономичность, возможность выдерживать большой крутящий момент и т.д.
При этом по заверениям самих производителей РКПП должны в скором времени полностью вытеснить «классические» АКПП с гидротрансформатором и вариаторные коробки. Однако на практике этого не произошло.
Также ресурс сцепления на «роботе» и актуаторов достаточно низкий (в среднем, около 80-100 тыс. км.). При этом стоимость актуаторов высокая, а ремонтопригодность данных элементов сомнительная. По этой причине многие сервисы практикуют узловую замену, то есть актуатор просто меняется на новый.
Что касается более сложных и дорогих преселективных коробок с двумя сцеплениями, переключения в этом случае более плавные и больше напоминают работу обычной АКПП. Однако ресурс такого «робота» (например, DSG 6 или DSG 7) все равно снижен, нередко возникают проблемы по части механики и электроники, а ремонт в ряде случаев потребует значительных расходов.
Например, Hondа Civic 8 хэтчбек, который изначально выпускался с РКПП, но в дальнейшем после рестайлинга получил полноценный «автомат». То же самое можно сказать о популярной Toyota Corolla 2007 года, которая позднее получила вместо «робота» автоматическую гидромеханическую коробку.
Как работает коробка-автомат: классическая гидромеханическая АКПП, составные элементы, управление, механическая часть. Плюсы, минусы данного типа КПП.
Автоматическая коробка передач (АКПП, АКП) «классического» типа с гидротрансформатором: устройство и принцип работы. Плюсы и минусы гидромеханической АКПП.
Коробка передач «механика»: основные плюсы и минусы данного типа КПП, принцип работы механической трансмиссии автомобиля (МКПП).
Что такое КПП в автомобиле: назначение коробки передач, виды коробок передач, принцип работы, отличительные особенности трансмиссий.
Стыковка коробки передач и двигателя автомобиля. Соединение механической и автоматической трансмиссии с ДВС: на что обратить внимание, особенности и нюансы.
Устройство и принцип работы механической коробки передач. Виды механических коробок (двухвальная, трехвальная), особенности, отличия
Принцип работы роботизированной коробки передач
Чем отличается вариатор от автомата и робота: какие КПП лучше, плюсы и минусы, описание, видео
Принцип работы КПП (коробки переключения передач)
Главное предназначение любого устройства, переключающего передачи, — принимать, преобразовывать, передавать и изменять направление крутящего момента.
Современные автопроизводители выпускают транспортные средства с механической, автоматической КПП и автоматической в разных вариациях.
В механической переключение передач происходит при помощи человека.
В остальных процесс автоматизирован, участия водителя не требуется.
Роботизированная КПП
Роботизированная коробка передач вобрала в себя элементы «механики» и «автоматики».
При управлении роботизированной КПП водитель, как и в автоматике, просто переводит селектор в необходимый режим, а переключение передач производит электронный блок.
Также производители авто сохранили возможность перехода в ручной режим.
В «роботе» предусмотрены режимы: нейтральная передача (N), задний ход ®, движение вперёд (А/М либо Е/М), переключение передач (+/-).
низкая цена (обычно «роботами» оснащены бюджетные авто);
экономный расход топлива;
возможность переключения в режим ручного управления.
присутствие пауз, рывков и толчков при переключении передач;
Видео: отличия вариатора, автомата и робота
Видео: какой вариант коробки передач лучше выбрать
Принцип работы КПП-робота
Роботизированную КПП собирают в алюминиевом корпусе, внутри картера находится три набора шестерен планетарной передачи.
Основой передачи крутящего момента является главная пара, с помощью ее согласуется скорость вращения мотора со скоростью движения колес.
Главная передача соединена с дифференциалом, который позволяет колесам двигаться с разной скоростью, за счет этого узла машина может без проблем поворачивать.
Дальше следует вспомнить принцип работы механической КПП. В коробке передач есть первичный и вторичный вал, которые соединяются между собой при помощи шестерен различных размеров.
В зависимости от того, какие именно шестерни соединены в данный момент, образуется определенное передаточное число, и автомобиль двигается с заданной скоростью.
Исполнительный электронный механизм не только переключает передачи, но также и выжимает сцепление.
Неисправности роботизированной КПП
Все неисправности роботизированной трансмиссии делятся на два вида:
- проблемы, связанные с электроникой;
- механические поломки.
Различного рода поломки обычно сопровождаются характерными признаками:
- на панели приборов автомобиля загорается лампа, фиксирующая неисправность в КПП;
- начинает буксовать сцепление;
- машина двигается с рывками;
- во время движения возникают различные шумы;
- при увеличении оборотов двигателя автомобиль не набирает скорость.
Поломки в механической части коробки-робота случаются такие же, что и в МКПП:
- ломаются зубья шестерен;
- изнашиваются вилки переключения передач;
- начинают шуметь подшипники.
В электронике РКПП все неисправности можно разделить на три основных вида:
- нарушения режим работы блока управления;
- выход из строя электроприводов;
- отказ датчиков.
На роботизированных коробках устанавливается два типа сцепления – «сухое» и «мокрое».
Первый вид работает как обычное сцепление, но испытывает больше нагрузок, «мокрый» тип «купается» в масле.
В процессе эксплуатации в масло попадает различный мусор, образующиеся вследствие износа фрикционов, забивается фильтр, и соленоиды выходят из строя.
«Сухое» сцепление из-за повышенных нагрузок нередко перегревается, и поломка может случиться достаточно рано.
Техобслуживание роботизированной трансмиссии
Чтобы роботизированная коробка передач прослужила как можно дольше, ее необходимо с периодичностью примерно один раз в 50 тыс. км пробега обслуживать и диагностировать на станции ТО, где есть специальное оборудование и квалифицированные специалисты.
Если не соблюдать регламент, трансмиссия выйдет из строя раньше времени, и тогда ремонт обойдется дороже.
Самостоятельный ремонт РКПП проводить не рекомендуется – неквалифицированный подход к делу может погубить коробку окончательно, и тогда ее придется полностью менять.
YURRaVS › Блог › Все о роботизированной коробке передач, и их разновидности по маркам авто.
Роботизированная коробка передач (обиходное название – коробка-робот) представляет собой механическую коробку передач, в которой функции выключения сцепления и переключения передач автоматизированы. Название «роботизированная коробка передач» свидетельствует о том, что водитель и условия движения формируют только входную информацию для системы управления, а работой коробки передач руководит электронный блок с определенным алгоритмом управления.
Роботизированная коробка передач сочетает в себе комфорт автоматической коробки передач, надежность и топливную экономичность механической коробки передач. При этом «робот» в большинстве своем значительно дешевле классической АКПП. В настоящее время практически все ведущие автопроизводители оснащают свои автомобили роботизированными коробками передач, устанавливая их на всю линейку моделей от малого до премиум класса.
Устройство роботизированной коробки передач
Роботизированные коробки передач различаются по конструкции, вместе с тем, можно выделить следующее общее устройство данного агрегата — механическая коробка передач с системой управления сцеплением и передачами.
В автоматизированных коробках передач используется сцепление фрикционного типа. Это может быть отдельный диск или пакет фрикционных дисков. Прогрессивным в конструкции коробки передач является т.н. двойное сцепление, которое обеспечивает передачу крутящего момента без разрыва потока мощности.
В основу конструкции роботизированной коробки положена механическая коробка передач. При производстве используются, в основном, готовые технические решения. Например, автоматизированная коробка передач Speedshift от Mercedes-Benz построена на базе АКПП 7G-Tronic путем замены гидротрансформатора на фрикционное многодисковое сцепление. В основе коробки SMG от BMW лежит шестиступенчатая «механика», оборудованная электрогидравлическим приводом сцепления.
Коробки-роботы могут иметь электрический или гидравлический привод сцепления и передач. В электрическом приводе исполнительными органами являются сервомеханизмы (электродвигатель и механическая передача). Гидравлический привод осуществляется с помощью гидроцилиндров, которые управляются электромагнитными клапанами. Такой вид привода еще называют электрогидравлическим. В ряде конструкций «роботов» с электрическим приводом (Easytronic от Opel, Durashift EST от Ford) используется гидромеханический блок с электродвигателем для перемещения главного цилиндра привода сцепления.
Электрический привод отличает невысокая скорость работы (время переключения передач 0,3-0,5с) и меньшее энергопотребление. Гидравлический привод предполагает постоянное поддержание давления в системе, а значит большие затраты энергии. Но с другой стороны он более быстрый. Некоторые роботизированные коробки передач с гидравлическим приводом, устанавливаемые на спортивные автомобили, имеют просто впечатляющую скорость переключения передач: Ferrari 599GTO — 0,06c, Lamboghini Aventador – 0,05c!
Эти качества определяют область применения «роботов» с электрическим приводом на бюджетных автомобилях, с гидравлическим приводом – на более дорогих автомобилях.
Электрический привод имеют следующие конструкции коробок передач:
• Allshift от Mitsubishi;
• Dualogic от Fiat;
• Durashift EST от Ford;
• Easytronic от Opel;
• MultiMode от Toyota;
• SensoDrive от Citroen;
• 2-Tronic от Peugeot.
Достаточно большое количество роботизированных коробок оснащены гидравлическим приводом:
• ISR (Independent Shifting Rods) от Lamborghini;
• Quickshift от Renault;
• R-Tronic от Audi;
• Selespeed от Alfa Romeo;
• SMG от BMW.
Управление роботизированной коробкой передач осуществляет электронная система, которая включает входные датчики, электронный блок управления и исполнительные механизмы. Входные датчики отслеживают основные параметры коробки передач: частоту вращения на входе и выходе, положение вилок включения передач, положение селектора, а также давление и температуру масла (для гидравлического привода) и передают их в блок управления.
На основании сигналов датчиков электронный блок управления формирует управляющие воздействия на исполнительные механизмы в соответствии с заложенной программой. В своей работе электронный блок взаимодействует с системой управления двигателем, системой ABS (ESP). В роботизированных коробках с гидравлическим приводом в систему управления дополнительно включен гидравлический блок управления, который обеспечивает непосредственное управление гидроцилиндрами и давлением в системе.
Исполнительными механизмами роботизированной коробки передач в зависимости от вида привода являются электродвигатели (электрический привод), электромагнитные клапаны гидроцилиндров (гидравлический привод).
Коробка передач с двойным сцеплением
Основным недостатком роботизированной коробки передач является сравнительно большое время переключения передач, что приводит к рывкам и провалам в динамике автомобиля и, соответственно, снижает комфорт от управления транспортным средством. Решение указанной проблемы было найдено в применении коробки передач с двумя сцеплениями, обеспечившей переключение передач без разрыва потока мощности.
Двойное сцепление позволяет при включенной передаче выбрать следующую передачу и при необходимости включить ее без перерыва в работе коробки. Поэтому другое название роботизированной коробки передач с двумя сцеплениями — преселективная коробка передач (от preselect — предварительно выбрать).
Другим преимуществом коробки передач с двойным сцеплением является высокая скорость переключение передач, зависящая только от скорости переключения муфт (DSG от Volkswagen — 0,2c, DCT M Drivelogic от BMW – 0,1c). «Робот» с двумя сцепления отличает еще и компактность, что актуально для малолитражных автомобилей. Наряду с этим, можно отметить повышенное энергопотребление коробки (особенно с «мокрым» сцеплением). Сравнительно высокая скорость переключения передач в совокупности с непрерывной передачей крутящего момента позволяют добиться отменной разгонной динамики автомобиля и экономии топлива.
В настоящее время двойное сцепление применяется во многих роботизированных коробках передач:
• DCT M Drivelogic от BMW;
• DSG от Volkswagen;
• PDK от Porsche;
• Powershift от Ford, Volvo;
• Speedshift DCT от Mercedes-Benz;
• S-Tronic от Audi;
• TCT от Alfa Romeo;
• Twin Clutch SST от Mitsubishi.
Даже великолепная Ferrari 458 Italia оборудована Doppelkupplungsgetriebe (коробка передач с двойным сцеплением). Все перечисленные роботизированные коробки передач используют гидравлический привод сцепления и передач. И лишь одна коробка передач на сегодняшний день имеет электрический привод устройств, это EDC (Efficient Dual Clutch) от Renault (время переключения передач 0,29с).
Пионерами массового применения коробки передач с двумя сцеплениями являются Volkswagen и Audi, которые устанавливают роботизированную коробку передач DSG и S-Tronic на свои автомобили с 2003 года. Коробка S-Tronic является аналогом коробки DSG, но в отличие от нее устанавливается продольно оси на задне- и полноприводные автомобили.
На автоматизированной коробке DCT M Drivelogic в системе управления реализуется функция Drivelogic, которая предполагает одиннадцать программ переключения передач. Шесть программ выполняются в режиме ручного переключения, а пять являются автоматизированными программами переключения передач. Данная функция позволяет адаптировать смену передач под стиль вождения конкретного человека. По сути, данная коробка является адаптивной коробкой передач.
Принцип действия роботизированной коробки передач
Работа роботизированной коробки передач может осуществляться в двух режимах: автоматическом и полуавтоматическом. В автоматическом режиме электронный блок управления на основании сигналов входных датчиков реализует определенный алгоритм управления коробкой с помощью исполнительных механизмов.
На всех роботизированных коробках предусмотрен режим ручного (полуавтоматического) переключения передач, аналогичный функции Tiptronic АКПП. Работа в данном режиме позволяет последовательно переключать передачи с низшей на высшую и наоборот с помощью рычага селектора и (или) подрулевых переключателей. Поэтому в ряде источников информации роботизированная трансмиссия называется секвентальной коробкой передач (от sequensum – последовательность).
Коробка передач робот: что это такое
Наряду с механической коробкой передач, коробка автомат уже стала практически стандартом. По крайней мере, таковой уже никого не удивишь. Другое дело роботизированная коробка передач (РКПП) или робот. Она начинает появляться на новых автомобилях: Chery Indis, Opel Corsa, LADA Priora и др. Давайте разберемся, что такое коробка передач робот, рассмотрим ее основные плюсы и минусы.
Фактически коробка передач робот это обычная механическая коробка. Ее созданием послужило желание обеспечить водителю максимальный комфорт езды, и добиться неприхотливости в обслуживании. На механику устанавливается специальное электронное оборудование, по средствам которого осуществляется автоматизация сцепления и переключения скоростей. В результате модификации в салоне авто остались две педали. Особенность подобной инновации в том, что возможность управления скоростью остается, вот только ее непосредственное переключение уже выполняется электроникой на основе показателей датчиков.
Например, в стандартной КПП сначала выжимается сцепление (все шестеренки являются свободными), потом водитель перемещает рычаг в нужное положение, чем приводит шестерню определенной скорости в действие. При езде на роботе переключение выполняется немного другим образом.
Коробка робот в разрезе
К особенности роботизированной коробки можно отнести присутствие толчков во время смены скорости. От них избавиться достаточно просто – сбавляйте обороты двигателя при переключении.
Читайте также: Узнайте в чем отличие роботизированной коробки передач от автоматической КПП.
Принцип работы коробки робот
Когда выполняется переключение передачи, то с движением рычага не происходит включение нужной скорости (водитель напрямую не управляет процессами в коробке, а только подает команду). Далее происходит приблизительно следующее:
- Специально запрограммированная система распознает действие человека;
- Сигнал передается в центр управления;
- Выполняется анализ скорости и других показателей работы автомобиля с помощью полученной информации (она передается с сенсоров и датчиков);
- Когда система определяет оптимальные условия для переключения скорости, то происходит автоматическое выжимание сцепление и перевод нужной шестерни в рабочее положение.
В результате, при наличии хорошего программного обеспечения (некоторые даже могут запоминать стиль вождения владельца авто) достигается отличная динамичность движения.
Робот и автомат — в чем разница
Казалось бы, что отличий должно быть минимум, ведь обе коробки направлены на упрощение и автоматизацию переключения передач. В действительности же АКПП отличается от РКПП точно так же как и от МКПП. Основная разница между автоматом и роботом заключаются в системе изменения скоростей.
В первом случае переключение происходит с помощью гидротрансформатора. При увеличении оборотов двигателя выполняется автоматическое переключение передач: предыдущая скорость заклинивается, а следующая расклинивается. Это позволяет практически моментально и незаметно для водителя выполнять переключение.
В роботизированном варианте переключение выполняется по средствам выжимания сцепления и задействования нужной шестерни (в абсолютной аналогии с механикой).
Как видно из приведенной информации, отличие между автоматом и роботом существенное.
Видео о роботизированной КПП
Читайте также: Что такое коробка CVT, как она устроена и чем она отличается от роботизированной КПП.
Плюсы и минусы роботизированной коробки
Ориентация многих производителей на роботизированные коробки передач говорит об многих перспективах их использования. Конечно, в большинстве моделей подобные КПП устанавливают в качестве эксперимента, ведь водители с опаской смотрят в сторону незнакомых технологий, предпочитая механику или автомат. Но в плане совокупности удобства, эксплуатационного ресурса и стоимости обслуживания, роботизированные модели находятся на первом месте.
- Высокая надежность. Это обусловлено схожестью с механической коробкой передач. Она более долговечна, чем вариатор и стандартный вариант автомата.
- Продолжительная служба сцепления. Благодаря контролю его выжимания электронной системой, ресурс увеличивается на 1/3.
- Меньшее количество масла. Для работы робота достаточно около 3 л. В вариатор требуется заливать в среднем более 8 л. При существующих ценах на автомобильное масло получается значительная экономия.
- Ручное переключение. Многие модели роботизированных коробок позволяют водителю переключаться с режима автоматического изменения скоростей в ручной. Это полезно, когда автомобиль буксует. Только учтите, что при буксовке можно сбить датчики системы, поэтому прибегайте к ней только в случае крайней необходимости.
- Расход топлива. Он приближен к минимальному значению. Это возможно благодаря той же системе механической КПП.
- Большое количество передач. На автомобиле может быть установлена РКПП с 6 скоростями, что положительно сказывается на расходе бензина и работе двигателя. Если сравнивать с автоматом на 6 передач, то стоимость работа будет в разы ниже.
- Нестабильность. Настойка электронных узлов, отвечающих за работу роботизированной коробки, является настолько тонким делом, что даже 2 машины одной модели могут отличаться в работе. Но это возможно только в случае, если производство автомобилей с подобным типом КПП только налаживается. Компании с опытом уже научились добиваться стабильности.
- Задержка в переключении до 2 секунд. Процесс обработки информации и передачи команды в исполнение может немного затягиваться. В результате скорость медленнее, чем на АКПП.
- Невозможность настройки. Этот недостаток относится далеко не ко всем роботизированным моделям. Но есть роботы, программу управления которых невозможно корректировать под определенный стиль вождения. К примеру, вы привыкли к скорости, а коробка настроена на экономию (переключение выполняется на низких оборотах). В таком случае езда будет недостаточно комфортной.
- Рывки при переключении или начале движения. Такой минус исправляется с помощью изменения программы или полной замены робота (блока управления).
- Проблемы с ПО. С коробками некоторых производителей возможны проблемы в виде сбоев прошивки, которые могут влиять на скорость переключения передач. В некоторых случаях может не включаться определенная передача или же все вместе.
Можно подвести небольшой итог: коробка передач робот является достойной альтернативой, как автомату, так и обычной механике. Только перед покупкой определенной модели нужно почитать отзывы и хорошо ознакомиться с характеристиками. Если нет уверенности в производителе, то покупка будет напоминать игру в русскую рулетку. По отзывам владельцев автомобилей с роботизированными коробками, хорошо показывают себя в эксплуатации модели компании Opel. Но вот машины Toyota с подобным типом КПП лучше не покупать.
Роботизированная коробка передач: устройство, принцип работы, достоинства, недостатки
Роботизированная коробка передач (РКПП, коробка-робот) состоит из почти обычной механической коробки передач, механизмов выбора передач и переключения сцепления, а также автоматической системы управления.
Основное назначение РКПП – принимать, передавать и преобразовывать крутящий момент от двигателя на колеса. РКПП удачно сочетает в себе преимущества АКПП и механической КПП в виде надежности, эффективности управления автомобилем и экономии топлива.
Хотя, на счет надежности, пожалуй, многие владельцы автомобилей с роботизированной коробкой захотят поспорить. Все знают нашумевшую историю с роботизированными коробками передач DSG концерна Volkswagen.
Но такие проблемы, скорее всего, носят временный характер. Роботизированные коробки передач относительно недавно стали разрабатываться для серийных автомобилей и совсем неудивительно, что с этим возникают проблемы.
В целом же они являются очень перспективными, поэтому сейчас производители автомобилей стараются разработать оптимальную конструкцию.
Устройство роботизированной КПП
По своей сути роботизированная коробка передач – это всем нам знакомая механическая коробка, в которой сцеплением и переключением передач управляет электроника и сервоприводы.
Давайте рассмотрим «начинку» роботизированной КПП, другими словами – ее устройство. И разбирать будем коробку с двойным сцеплением, поскольку полагаем, что именно такие коробки имеют будущее, в то время как коробки с одним сцеплением постепенно уйдут в прошлое.
Самый большой недостаток коробок с одним сцеплением – очень большое время переключения передач, что делает езду на автомобиле некомфортной и дерганой.
Роботизированная КПП состоит из следующих механизмов и деталей:
- Основной рабочий узел (аналог механической коробки), оснащенный двумя парами валов – первичным и вторичным (то есть всего четыре вала), к которым крепятся шестерни переключения передач. Одна пара валов отвечает за четные передачи и, соответственно, на них крепятся шестерни передач — 2, 4 и 6, а вторая пара валов обеспечивает нечетные передачи и задний ход – 1, 3, 5 и R. Кроме того каждая пара валов имеет собственное сцепление (коробка с двумя сцеплениями). Так же стоит отметить, что первичные валы находятся на одной оси, то есть один вал располагается внутри другого.
- Узлы-актуаторы представляют собой сервоприводные механизмы (работающие на электрике или гидравлике). Электрический тип привода – это не что иное, как электродвигатель с редуктором, а гидравлический тип привода представляет собой гидроцилиндр, управляемый клапанами электромагнитного типа (гидравлический более дорогой, но более быстрый и именно он используется в наиболее продвинутых РКПП). В роботизированной КПП могут устанавливаться актуаторы двух типов – для переключения передач и включения сцепления.
- Блок управления электронного типа представляет собой микропроцессор, осуществляющий контроль над работой всей роботизированной КПП через внешние датчики и исполнительные механизмы. Внешние (или входные) датчики позволяют получать информацию о скорости движения, рабочих оборотах двигателя, крутящем моменте, давлении масла и передавать эту информацию на управляющий блок. Механизмы исполнения предназначены для реализации всех задач, полученных от блока управления на основании заложенных программ. Сам блок соединяется с роботизированной коробкой при помощи бортового компьютера.
Принцип работы РКПП
Роботизированные КПП могут работать в автоматическом и полуавтоматическом (ручном) режимах. Режим-автомат предполагает управление коробкой передач через электронику на основании полученных данных от внешних датчиков, путем реализации выбранного алгоритма работы через исполнительные механизмы.
Полуавтоматический режим (ручной) предусматривает выбор и переключение передач вручную. Режим вручную позволяет осуществлять плавное переключение с низкой на высокую передачу, используя селекторный рычаг или подрулевые переключатели (лепестки).
Что касается общего принципа работы такой коробки передач, то он достаточно прост. При включении двигателя и выборе передачи включается первая скорость в коробке, затем включается сцепление и начинается движение.
При движении автомобиля на начальной передаче, роботизированная КПП готова включить следующую передачу. Управляющий блок принимает сигнал с последующим переключением на более высокую передачу и вторая передача включается одновременно с первой. В механической передаче такое невозможно, а в роботизированной возможно поскольку в ней две пары валов, если вы еще не забили.
Пока сцепление включено на первой паре, вторая пара, со следующей включенной передачей ждет своей очереди вступить в работу и как только сигнал от системы поступает, сервопривод (актуатор) включает сцепление на второй паре валов, а на первой сцепление отключается и включается третья передача, которая так же будет ждать своей очереди.
На верхней схеме показана работа коробки DSG при включенной первой передаче, а на нижней схеме при включенной второй передаче.
Обратите внимание на отличие от механической коробки передач, в которой сцепление всегда находится во включенном состоянии и для переключения скоростей сцепление выжимается. В роботизированной же коробке сцепление постоянно находится в выключенном состоянии и подключается только в момент, когда необходимо передать момент через определенную пару валов коробки передач.
На сегодняшний день практически каждый автоконцерн имеет в своем автомобильном ряду модели с роботизированной коробкой. Правда, названия у этих коробок разные:
- DSG – Volkswagen (пожалуй, самая известная и скандальная)
- S-Tronic – Audi (принадлежит Volkswagen и наверняка есть что-то общее с DSG, но концерн это отрицает)
- Speedshift DCT – Mercedes-Benz
- DCT M Drivelogic – детище BMW
- PDK – Porsche (здесь плохую коробку вряд ли поставят);
- Twin Clutch SST – Mitsubishi
- Powershift – Ford
- TCT – Alfa Romeo
Преимущества и недостатки роботизированной КПП
Как и другие виды трансмиссий, коробка-робот имеет свои преимущества и недостатки, которые надо заметить, проявляются не во всех конструкциях. Очень многие не любят DSG, но ведь при этом Ferrari на свои автомобили ставит именно роботизированную коробку и это заставляет задуматься.
Преимуществ у РКПП достаточно много, и вот самые значимые из них:
- коробка-робот позволяет экономить расход топлива и ресурс двигателя;
- простота и доступность в ремонте и техническом обслуживании по сравнению с автоматом;
- доступная цена в сравнении со стоимостью АКПП;
Недостатки у коробки-робота также имеются, перечислим основные:
- низкая скорость (до 3 с) и возможные рывки при переключении передач – но это справедливо для коробок с одним сцеплением и, как известно, эта проблема уже решена;
- преодоление спусков или подъемов осуществляется только в полуавтоматическом режиме, в противном случае возможен перегрев сцепления;
- низкая эффективность для вождения в городских условиях, где лучше использовать полуавтоматический режим езды.
Но опять же эти все недостатки имеют лишь конструктивные причины, которые со временем могут быть решены, а возможно и уже решены, но пока дороговаты для массового потребителя и применяются только на дорогих автомобилях гоночного типа.
Несомненно и то, что несмотря на все имеющиеся на сегодняшний день недостатки, роботизированная КПП считается одной из наиболее перспективных видов трансмиссий будущего наряду с вариатором, в котором так же нужно решить одну важную проблему – ремень, который нужно сделать более долговечным и нерастяжимым.
