Роботизированная трансмиссия (РКПП) и принцип работы коробки — робот

Роботизированная трансмиссия (РКПП) и принцип работы коробки - робот
Роботизированная коробка передач — технология, которая своей конструкцией чем-то похожа на МКПП, однако такие функции, как отключение сцепления, переключения передач происходит автоматически. Слово «роботизированная» подразумевает то, что коробкой передач управляет электронное устройство. А водитель и дорожные условия создают лишь входные данные.

Роботизированная коробка передач так же удобна, как и автоматическая. Но она совмещает качество и экономию механической коробки. Но «робот» отличается тем, что он имеет меньшую стоимость, чем АКПП. По этой причине множество современных производители автомобилей снабжают свое детище именно роботизированной коробкой передач. Независимо от того премиум это или дешевое транспортное средство.

Устройство

Как бы там ни казалось, устройство роботизированной коробки передач достаточно простое. Это обыкновенная МКПП, которая имеет в своей конструкции дополнительные элементы. Они производят активацию и деактивацию сцепления и меняют передачи безошибочно. А вот принципы работы что у механической, что у «робота» одинаковые.

Но, само собой, существуют отличия. Главным отличием можно считать наличие актуатора (исполнительное устройство). Именно он, при помощи сервоприводов, управляет работой сцепления. В свою очередь электронный блок контролирует актуатор.

Роботизированная трансмиссия (РКПП) и принцип работы коробки - робот

Актуатор РКПП

Привод сцепления и передач в роботизированных коробках может быть двух видов:

  • Электрические. Именно в этом типе все функции выполнения команд берут на себя сервомеханизмы. В этом же виде иногда применяется гидромеханический блок, для того, чтобы перемещать механизм сцепления;
  • Гидравлические. Здесь гидроцилиндры, управляемые при помощи клапанов электромагнита, осуществляют действия самого привода.

Стоит заметить, что привод, работающий на электронике, имеет относительно невысокую скорость операций (передачи переключаются за 0,6 секунды), но это компенсируется меньшим потреблением энергии.

В приводе на гидравлике необходимо поддерживать постоянное давление. По этой причине энергетические затраты довольно высокие. А вот скорость выполнения операций значительно выше. Поэтому их очень часто устанавливают на спортивные автомобили. Например, у Ламборджини Avendator скорость смены передач составляет 0,04 секунды.

Это значит, что коробки с приводом, работающем на электричестве, ставят на бюджетные автомобили, а вот гидравлические более подходят для дорогих транспортных средств.

Система электронного управления, включающая в себя датчики входа, электронный блок и устройство исполнения, осуществляет контроль за коробкой-роботом. Датчики входа прослеживают главные показатели КП: количество вращений и где расположен селектор. Если это гидравлический привод, то прослеживается температурный режим масла и давление. Все эти данные отправляются к блоку управления.

На основе этой информации управленческий блок контролирует механизмы исполнения, исходя из встроенных алгоритмов. Электронный блок непосредственно работает и влияет на разные системы. Например:

  • Систему управления двигателя. Именно она заставляет работать все системы двигателя автоматически. Сюда входят: впрыскивание горючего, управление воздушными массами, активация зажигания и т.д.;
  • Антиблокировочную систему. Она нужна для того, чтобы предотвратить блокировку колес автомобиля во время торможения. Именно это обеспечивает минимальный тормозной путь на транспортных средства.

Роботизированная трансмиссия (РКПП) и принцип работы коробки - робот

Гидравлический робот коробки передач

В РКПП с приводом гидравлики встроен управленческий блок, главной задачей которого является контроль гидроцилиндров и давления. Конструктивно в нём больше элементов чем в электрическом:

  • гидроаккумулятор — поддерживает необходимое давление в системе;
  • групповая электропомпа — создаёт давление в системе;
  • цилиндры включения передач и сцепления — управляют механизмами включения.

Механизмами исполнения в коробке-роботе являются электродвигатель (в электронном приводе) и клапаны электромагнитов гидроцилиндра (при приводе на гидравлике).

Большинство роботизированных коробок передач имеют гидравлический привод. Электрический привод часто используется в бюджетных автомобилях как наиболее дешёвый вариант.

Кп с двумя сцеплениями

Как бы там ни было, но главный недочет роботизированной коробки передач — относительно значительный период смены передач. А это достаточно сильно уменьшает ощущения комфорта от управления автомобилем. Поэтому необходимо было разработать такую систему, при которой скорость переключения была бы максимально быстрой.

Роботизированная трансмиссия (РКПП) и принцип работы коробки - робот

Бесспорным плюсом преселективной КП является быстрота смены передач. Она зависит только от того, насколько быстро переключаются муфты. Например, на коробке от Фольксвагена DSG скорость может достигать до 0,1 секунды.

Следует отметить то, что коробки-роботы с двумя сцеплениями очень компактны и это позволяет устанавливать их в «малолитражках». Однако такие коробки потребляют достаточно много энергии. Но это компенсируется тем, что автомобиль с двумя сцеплениями имеет отличную разгонную динамику, а также достаточно экономичен в плане топлива.

На заметку. Даже известная многим Феррари 458 Италия оснащена КП с двойным сцеплением.

Принцип работы

Роботизированная коробка может работать в двух режимах:

  • Автоматический. Для управления КП используется специальный алгоритм и данные, полученные из внешней среды входными датчиками.
  • Полуавтоматический. Он есть абсолютно на всех «роботах». Полуавтоматический режим схож с функцией Типтроник в АКПП. То есть он позволяет менять передачи последовательно с самой низкой на высшую и обратно. Такие операции делаются рычагом селектора или переключателями под рулем. Поэтому такая коробка иногда называется секвентальной.

Роботизированная трансмиссия (РКПП) и принцип работы коробки - робот

Схема работы робота в электрическом исполнении

Развитие роботизированных коробок передач

Развитие коробок-роботов прямо пропорционально появлению новых технологий. Ведь чем лучше устройство, тем больше оно конкурентно способное на рынке и имеет больший спрос.

Почему же «роботы» становятся все популярнее? Ответ прост. Далеко не каждый водитель получает удовольствие от езды на автомате. Ведь в такой коробке часто происходят опоздания при смене скоростей, а это мешает насладиться всей мощью своего транспортного средства.

По этой причине популярные производители пытаются найти решения, которые бы угодили как любителям механики, так и автомата. И выходом стали эти самые коробки-роботы.

Как правильно управлять РКПП

В этом пункте узнаем самые удачные роботизированные КП, которые используются во многих автомобилях и являются лидерами рынка. Здесь мы не будем вдаваться в подробные характеристики каждой модели, а просто сделаем краткий обзор особенностей и недостатков.

Робот-коробка от Форд — PowerShift

Роботизированная трансмиссия (РКПП) и принцип работы коробки - робот

Переключение и стиль вождения в этой модели достаточно сильно похож на механику.

Преимущества:

  • Работа коробки мягкая и плавная;
  • Нет никаких рывков во время переключения в отличие от механики;
  • Несмотря на общественное мнение, конструкция достаточно проста и надежна;
  • Обслужить устройство будет стоить недорого.

Устройство довольно не привередливое и ему нужно столько же ухода, сколько и МКПП. Но есть существенный минус. Для того чтобы быстро набрать скорость в условиях городских пробок, агрегат придется раскручивать с достаточно большой силой.

DSG от Фольксваген

Роботизированная трансмиссия (РКПП) и принцип работы коробки - робот

Это интересно. Более дорогой и технологичной коробкой все же считается 6 ступенчатая DSG. Поэтому она чаще всего устанавливается на автомобили класса премиум.

Из минусов устройства можно выделить ее технологическую сложность. А значит обслуживать коробку могут только на специализированных станциях. И пожалуй это единственный значительный недостаток.

Преимущества:

  • Экономичность. Расход топлива примерно на два литра меньше, чем у механики;
  • При смене передач нет никаких звуков и других эффектов;
  • Работает одинаково хорошо независимо от того какой агрегат (имеется в виду дизельный или бензинный);
  • Хорошее качество и надежность в работе.

«Робот» от немцев до сих пор лидирует по своей технологии. Однако у него достаточно узкое применения — только на машинах от Фольксвагена и Шкоды. Сейчас его внедряют в такие модели, как Сеат (Seat). А вот для автомобилей Ауди и Порше созданы отдельные роботизированные устройства.

Toyota предлагает Multimode

Роботизированная трансмиссия (РКПП) и принцип работы коробки - робот

Multimode — универсальный робот. Он может использоваться с самыми разнообразными двигателями. Единственное, что пока что не совместимо с роботизированными коробками передач это внедорожники. Недостатков в работе замечено не было, а вот преимуществ достаточно:

  • Персональные настройки, которые подходят под каждый двигатель;
  • Быстрая смена передач;
  • КП подстраивается под любой из режимов поездки;
  • Экономичность в плане топлива.

Японцы прекрасно настроили свое творение таким образом, чтобы практически при любых условиях его применения, двигатель имеет большую производительность без частых поломок и других неприятных ситуаций.

Для малолитражек — Easytronic от Опель

Роботизированная трансмиссия (РКПП) и принцип работы коробки - робот Компания Opel была первой, кто начал использовать роботизированные технологии. И это были Easytronic. Предполагалась, что представленная коробка заменит обыкновенные и устаревшие АКПП на моделях, которые продаются в Европе и странах СНГ. Но до сих пор КП устанавливается только на машину Corsa. А это подтверждает то, что разработка компании не соответствует ее целям.
Недостатки, не позволяющие ставить Easytronic на остальные модели авто следующие:

  • Технология полностью схожа с МКПП;
  • Резкое переключение, которое сильно чувствуется;
  • Нет никакой интеллектуальной системы, которая предотвращает задержку для ускорения.
Читайте также:  Чем отличается at от amt: «робот» или классический «автомат»

Представленная КП не только уменьшает все характеристики двигателя, но и снижает саму мощность. Есть и плюс — снижение расхода топлива.

Этот «робот» полностью лишает водителя свободы движения и позволяет ехать только таким образом, как это позволяет коробка.

Митсубиси и их последняя технология Allshift

Роботизированная трансмиссия (РКПП) и принцип работы коробки - робот

Преимущества:

  • Регулировка стиля передвижения;
  • Поведение машины полностью соответствует надеждам;
  • Отличное качество и недорогое обслуживание;
  • Работа вместе со стандартным двигателем (1,3 литровым)идеальна.

Благодаря Allshift модель Митсубиси Кольт получила такую широкую популярность. Но к сожалению после этого устройства компания не сделала ничего хорошего.

Преимущества и недостатки

  • Плюсы и минусы роботизированной коробки передач достаточно разнообразны.
  • Преимущества:
  • + Экономия масла — всего 3 литра. При равных объемах, стандартный автомат потребляет на три или четыре литра больше;
  • + Роботизированная трансмиссия достаточно ремонтопригодна. Теоретически любой сервис, изучив строение сможет ее починить;
  • + Ресурс сцепления приблизительно на 45 процентов выше, чем у МКПП и АКПП;
  • + Возможность сменить режим. То есть водитель сможет управлять авто, как на механики;
  • + Главный плюс — экономичность топлива, расход которого примерно равный МКПП.
  • Недостатки:
  • — Почти все «роботы» не программируемые. Поэтому для того чтобы сменить прошивку, нужно полностью поменять управленческий блок;
  • — Необходимость перехода на нижнюю передачу заранее из-за задержки переключения коробки-робота;
  • — На многих роботизированных КП бывают рывки при смене передач или начале движения.

Устройство механической коробки передач

Приспособиться можно ко всему. «Робот» не исключение. Поэтому не стоит опасаться роботизированных КП. Ведь по отзывам других водителей они совсем нестрашные и огромное количество людей ими пользуется и остаются довольными. Но каждый выбирает то, что ему нравится.

Развитие роботизированной коробки передач достаточно перспективное дело. И может привести к тому, что «роботы» станут идеальным и полностью войдут в нашу «автомобильную» жизнь. Но стоит помнить, что прежде, чем покупать автомобиль с коробкой-роботом необходимо взять его в тест-драйв. Это поможет вам почувствовать транспортное средство и понять, нравится ли вам оно или нет.

Роботизированная коробка передач – принцип работы и устройство

Роботизированная трансмиссия (РКПП) и принцип работы коробки - робот

Содержание:

Инженеры, работающие в сфере автомобилестроения, постоянно придумывают что-то новое. Инновационные решения помогают производителям выдерживать конкуренцию. Коробка передач — это самый важный элемент в автомобиле.

На нее в первую очередь обращают внимания автолюбители. В списке трансмиссий не так давно появился новый вид КП — роботизированная коробка передач.

Рассмотрим, как работает коробка робот, какие плюсы и минусы имеет, и чем отличается от других КП.

Ркпп — что это?

Роботизированная коробка передач — это агрегат, схожий по своей конструкции с механической коробкой. При этом переключение передач происходит в автоматическом режиме.

Почему коробка ассоциируется со словом «робот»? Дело в том, что КП управляет электронное устройство. Входные данные задаются водителем и дорогой.

Иными словами, принцип работы роботизированной коробки передач вобрал в себя свойства и механики, и автомата.

Крупные концерны начали производить машины с коробкой «робот» в середине 2000-х годов. По своему внешнему виду РКПП выглядит почти так же как АКПП. В автомобиле отсутствует рычаг переключения передач и педаль сцепления. Агрегатом управлять довольно удобно. По сравнению с автоматикой, он имеет меньшую стоимость. Это не может не радовать и производителей, и покупателей.

Сегодня роботизированная коробка встречается на грузовых авто, в «легковушках» и даже в автобусах. У каждого производителя имеются свои разработки в этой области. В целом «роботы» являются перспективными, поэтому автоконцерны из года в год стараются усовершенствовать их.

Особенности

Роботизированная трансмиссия, если внимательнее ее изучить, выглядит как механическая КП с автоматизированным переключением передач. Эксперты утверждают, что агрегаты через пару десятков лет будут самыми популярными среди остальных коробок.

Приводы переключения скоростей обладают поршневой системой или имеют электромоторчики. Независимо от устройства, они играют одинаковую роль — выжимают сцепление и перемещают синхронизаторы шестеренок.

Гидравлическая система функционирует быстрее, но ее производство обходится дороже. Именно поэтому такой агрегат устанавливают на авто премиум-сегмента. Электронный блок совмещают с блоком ДВС, либо делают его отдельным. Первый тип более целесообразен.

Устройство

Роботизированная трансмиссия (РКПП) и принцип работы коробки - робот

Роботизированная трансмиссия состоит из множества деталей. К ним относят узлы актуаторы, рабочий элемент и блок управления. Рассмотрим устройство роботизированной коробки передач по каждому из перечисленных элементов.

Рабочий узел состоит из 4-х валов (2 первичных и 2 вторичных). Они оснащены шестеренками переключения передач. Первая пара валов отвечает за четные передачи, а вторая — за нечетные и задний ход. При этом каждая пара обладает своим сцеплением.

Узлы актуаторы функционируют либо на гидравлике, либо на электрике. Гидравлический вид — это гидроцилиндр, который управляется клапанами электромагнитного типа. Электрический вид, в свою очередь, представляет собой двигатель с редуктором.

Блок управления представлен в виде микропроцессора. С его помощью осуществляется контроль за работой всей РКПП. Внешние датчики передают данные о скорости, количестве оборотов «движка» и давлении масла. ЭБУ соединен с коробкой бортовым компьютером.

Принцип работы

Принцип работы роботизированной коробки происходит 2-мя способами. Автоматический способ управления осуществляется с помощью специального алгоритма. Она задается ЭБУ, основываясь на сигналах датчика.

Что касается полуавтоматического способа, то здесь принцип работы аналогичен переключению передач вручную. Переключение передач (от высшей до низшей и обратно) возникает с помощью рычага селектора.

Режимы работы

Чтобы понять, как работает роботизированная коробка, водителю нужно научиться ею управлять. Выбор режима осуществляется селектором.

Режимы работы РКПП следующие:

 N — нейтральный. Режим включается после остановки, перед началом езды и при долгой стоянке.

 D — движение вперед. Иногда этот режим обозначают как А/М или Е/М. Машина движется вперед на режиме «драйв», при этом скорости переключаются автоматически.

 М — управление ручное. Машина двигается вперед, но водитель переключает скорости вручную, нажимая селектор или подрулевые лепестки.

 R — задний ход. Автомобиль движется назад.

Многие водители знают, что существуют такие режимы как «спортивный» и «зимний». Но не на всех РКПП они присутствуют.

Роботизированная трансмиссия (РКПП) и принцип работы коробки - робот

Самые удачные роботизированные коробки

Новые технологии постоянно развиваются. Коробки «робот» имеют на рынке большой спрос. Почему так происходит? Дело в том, что некоторым водителям совершенно не нравится автомат. Они чувствуют запоздание скоростей, что не дает насладиться мощью авто в полной мере.

Именно поэтому многие производители стараются совершенствовать АКПП и МКПП. В результате их работы появилась роботизированная коробка. Приведем список самых удачных КП, выпущенных разными концернами.

DSG

Разработки компании Volkswagen всегда считались инновационными. Сегодня под брендом производятся две коробки, имеющие 6 и 7 ступени переключателя. Первая модель считается более технологичной, чем вторая. Ее устанавливают на премиальные машины.

К преимуществам коробки относят экономичность. Во время переключения передач не возникает посторонних шумов. Дизельный и бензиновый агрегат работают одинаково хорошо. Единственным недостатком DSG считается технологическая сложность. Для обслуживания коробки водителю придется посещать специальные станции. Других недостатков у коробки нет.

Multimode

Коробка Multimode была создана компанией Тойота. Она обладает двумя сцеплениями, поэтому функционирует лучше, чем механика и автомат. Основными преимуществами является экономичность, комфорт и простота.

Данная модель коробки считается универсальной. Она применяется с разными типами двигателя. Однако у РКПП есть ограничения — она несовместима с внедорожниками. Под каждый двигатель настраиваются индивидуальные настройки.

Японский производитель грамотно «настроил» свою продукцию. При любых настройках двигатель работает слаженно и без частых поломок.

Easytronic

Роботизированные технологии впервые начал использовать Опель. Компания выпустила коробки Easytronic. Разработчики считали, что новинка заменит собой автоматические коробки, которыми оснащены автомобили, продаваемые в Европейских странах. Но этого не произошло. Разработанные агрегаты сегодня устанавливаются лишь на Corsa.

Существует ряд нюансов, которые не позволяют ставить РКПП на остальные машины. Во-первых, их технология очень похожа на МКПП. Во-вторых, переключение скоростей возникает резко. В-третьих, отсутствует интеллектуальная система. Таким образом, «робот» не дает водителю ехать так, как хочется.

Преимущества

Роботизированная трансмиссия (РКПП) и принцип работы коробки - робот

Разобравшись, как работает роботизированная коробка передач, водители понимают, что это действительно инновационное решение. Например, компания VAG внедряет такие КП на автомобили марок Шкода, Ауди, Порше и т.д. Роботизированной системой также оснащают некоторые модели Форд и Хонды.

  • По сравнению с другими коробками, роботы имеют следующие плюсы:
  •  Долговечность — обуславливается наличием уже проверенной конструкцией МКПП.
  •  Небольшой расход масла — обеспечивается благодаря малыми габаритами трансмиссии.
  •  Улучшенная динамика — возникает по той же причине, что и небольшой расход рабочей жидкости.
  •  Показатели сцепления показывают лучшую эффективность.
  •  Цена робота ниже, чем у автоматических коробок.
Читайте также:  Экскаватор эш 10 70

Автомобиль, оснащенный РКПП, по стоимости будет ниже, чем тот, что оснащен автоматом. Кроме этого, во всех вариациях роботизированного агрегата присутствует функция самостоятельного переключения передач.

Недостатки

Производители считают, что РКПП в скором времени заменят другие виды коробок. Но это произойдет еще через пару тройку десятков лет, поскольку роботы до сих пор имеют существенные недостатки.

АКПП робот принцип работы не такой плавный, как у автоматики. Во время движения машина «дергается», создавая водителю дискомфорт. Переключения передач также слегка затянуты.

Ресурс актуаторов и сцепления довольно низкий. Стоимость актуаторов высокая, а ремонтопригодность — сомнительная. В случае поломки придется менять актуатор на новый, а не чинить сломанный. При этом не каждая СТО возьмет на себя ответственность проводить ремонтные работы.

Что касается стоимости, то машины с коробкой-роботом на гидравлике стоят столько же, сколько авто с автоматической КП. Цены также приближены к обслуживанию.

Особенности езды на РКПП

Езда в автоматическом режиме подразумевает собой ровные дороги. Если человек заедет на размытую дождем местность или в глубокий снег, то у него есть риск забуксовать. Алгоритм начнет демонстрировать ошибочные команды, передачи перестанут корректно переключаться. Это все увеличивает риск поломок.

Нельзя давить педаль газа резко и до упора. Нужно плавно нажимать на нее, а также внимательно следить за работой двигателя, избегая перегазовки.

Во время стоянки на светофоре или на парковке водителю необходимо устанавливать рычаг в положение «нейтралка».

Автоинструктор в Москве поможет вам освоить азы вождения на автомобиле с роботизированной коробкой передач и почувствовать себя уверенно на дорогах большого города.

Каждые 10-15 тыс. км стоит производить перекалибровку блока управления. Этот показатель обычно предоставляется производителем. Операцию проводят из-за износа диска сцепления.

Признаки неисправности

Роботизированная трансмиссия (РКПП) и принцип работы коробки - робот

Поломки роботизированной коробки подразделяются на механические и электронные. Первые возникают в процессе эксплуатации, а вторые — при сбоях в электронике.

  1. Внешние «симптомы» неисправностей:
  2.  Горение лампы сигнализации.
  3.  Возникновение шумов во время езды.
  4.  Утечка жидкости из коробки.
  5.  Рывки при переключении передач.
  6.  Буксует сцепление.

Электронные поломки встречаются чаще, чем механические. К последним относят изношенность вилки выбора передач, а также гул подшипников качения. Ремонт электроники заключается в перепрошивке ПО или в замене всего устройства.

Актуальность в РФ

В России транспорт с коробками-роботами у людей на хорошем счету. Согласно статистике, более 20% жителей приобрели бы себе такой автомобиль. Однако желающих пользоваться «автоматом» вдвое выше.

Люди, живущие в мегаполисах, выбирают АКПП из-за возможности чувствовать себя комфортно в пробках. Если стоимость бензина продолжит расти, то эта категория людей заменят машины на те, что имеют РКПП. Особенно это актуально для тех, кто пользуется транспортом не только для езды от дома на работу. Для длительных поездок и путешествий РКПП будет выгодна.

Отзывы:

Все отзывы

Как работает роботизированная коробка передач — ДРАЙВ

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.

Упрощённая схема работы 5-ступенчатой механической коробки передач.

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.

Роботизированная КПП SensoDrive применяется на автомобилях марки Citroen.

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.

Фирма Ricardo на примере «робота» Easytronic от модели Opel Corsa предложила заменить раздельные актуаторы для сцепления и выбора передачи одиночным электромагнитным актуатором.

Благодаря этому уменьшились размеры и масса агрегата. И самое главное — механизм выбора передачи стал работать в восемь раз быстрее, а общий период разрыва потока мощности сократился до 0,35 с.

Вверху — серийный Easytronic, внизу — рисунок разработки Ricardo.

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.

Пионером массового использования преселективных коробок стал концерн Volkswagen, использующий DSG (S tronic у Audi) как на переднеприводных, так и на полноприводных моделях с продольно и поперечно установленными двигателями. Аббревиатура DSG (Direct Shift Gearbox — коробка прямого включения) стала нарицательным для коробок с двумя сцеплениями — хотя на самом деле это просто товарный знак.

Революционным решением стала появившаяся в начале 80-х трансмиссия с двумя сцеплениями DCT (dual clutch transmission). Рассмотрим её работу на примере 6-ступенчатой 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.

Состояние DSG при движении на первой передаче. Муфтами блокированы шестерни 1-й и 2-й передач.

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!

Читайте также:  Замерзло масло в двигателе: что делать и как завести машину

Состояние DSG после переключения на 2-ю передачу. 3-я передача ожидает своей очереди.

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 1000-сильном 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.

Роботизированная коробка AMG Speedshift, устанавливаемая на новейший SL 63 AMG, представляет собой модифицированный мерседесовский «автомат» 7G-Tronic. Только крутящий момент вместо тяжёлого и инертного гидротрансформатора передаёт одинарное многодисковое «мокрое» сцепление. Благодаря применению сложных электрогидравлических актуаторов время переключения составляет 0,1 с.

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.

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.
  • Схемы: drive.ru
  • 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.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector