Что значит роботизированная трансмиссия

Что такое роботизированная коробка передач

Роботизированная коробка передач (РКПП, или робот) — это часть трансмиссии транспортного средства. Иногда ее путают с автоматической коробкой, но они отличны друг от друга. РКПП состоит из механической КПП, автоматических переключателей электрического или гидравлического типа (актуаторы) и блока управления этими переключателями (ЭБУ). То есть сама коробка — механика, автоматическим является только управление ее работой.

Для водителя РКПП выглядит почти как АКПП. Под рукой нет рычага переключения скоростей (на некоторых моделях вместо него ручка селектора), а под ногами — педали сцепления. Во время езды передачи переключаются в автоматическом режиме.

Устройство, особенности и принцип работы роботизированной коробки передач

Робот с гидроприводами переключения передач

Роботизированная КПП может быть с одним и с двумя сцеплениями. С роботом с двумя сцеплениями можно ознакомиться в статье про Powershift. Мы же продолжим разговор о КПП с одним сцеплением.

Устройство робота достаточно простое и включает в себя следующие элементы:

  1. механическая часть;
  2. сцепление;
  3. приводы;
  4. система управления.

Механическая часть содержит все компоненты обычной механики, а принцип работы роботизированной АКПП схож с принципом работы МКПП.

Приводы, управляющие коробкой, могут быть гидравлическими и электрическими. При этом один из приводов следит за сцеплением, он отвечает за его включение и выключение. Второй —  управляет механизмом переключения передач. Практика показала, что КПП с гидроприводом функционирует лучше. Как правило, такая коробка применяется на более дорогих автомобилях.

Роботизированная коробка передач имеет и режим ручного переключения передач. В этом ее уникальность – переключать передачи может как робот, так и человек.

Система управления — электронная и включает в себя следующие детали:

  1. входные датчики;
  2. электронный блок управления;
  3. исполнительные устройства (актуаторы).
Схема работы РКПП

Входные датчики отслеживают основные параметры работы КПП. К ним относятся частота вращения, положение вилок и селектора, уровень давления и температура масла. Все данные передаются в блок управления, который контролирует актуаторы. Исполнительное устройство, в свою очередь, управляет работой сцепления с помощью сервоприводов.

В роботизированной АКПП гидравлического типа система управления дополнительно оснащена гидравлическим блоком управления. Он управляет работой гидроцилиндров.

Принцип работы робота осуществляется двумя способами: автоматическим и полуавтоматическим. В первом случае коробка управляется через определенный алгоритм, который задается блоком управления на основе сигналов датчиков. Во втором – принцип работы идентичен ручному переключению передач. Передачи с помощью рычага селектора последовательно переключаются с высшей на низшую, и наоборот.

Суть такой коробки достаточно проста – имеется механическая КПП и электронный блок ее управления. У РКПП все функции, которые должен был выполнять водитель с механической коробкой (выжим сцепления, перевод рычага коробки в нужное положение) выполняется актуаторами – сервоприводами электронного блока.

Видео: РОБОТ (роботизированная коробка передач) — БЕЖАТЬ или МОЖНО БРАТЬ?

Вариатор

Вариатор отличается плавностью работы — передач здесь нет, а крутящий момент передается через ремень, скользящий по конусам и меняющий соотношение их оборотов. Ресурс вариаторов сопоставим с ресурсом гидромеханических автоматов. Но вариаторы не любят бездорожья и пробуксовок, перегреваются и быстрее выходят из строя. При этом в городе такая коробка незаменима именно благодаря плавности работы из-за отсутствия переключений.

Плюсы:

Минусы:

  • плавная работа
  • двигатель всегда находится на оптимальных оборотах
  • простота конструкции и ремонта
  • невысокая стоимость агрегата по сравнению с классическим автоматом
  • большой ресурс ремня (у некоторых вариаторов до 500 тысяч километров)
  • шумность при разгонах (двигатель сразу выводится на максимальные обороты)
  • скучное ускорение
  • боязнь пробуксовок, бездорожья и долгих поездок на высоких скоростях
  • частые замены масла
  • высокая стоимость ремонта

Что же такое роботизированная коробка переключения передач?


Роботизированная коробка переключения передач
Основной принцип действия «коробки-робота» мало чем отличается от классической «механики» (за что ее, кстати, ценят автолюбители). Есть первичный вал, на который идет крутящий момент от двигателя, и вторичный, который передает вращение на главную передачу. И есть сцепление, необходимое для размыкания коробки и двигателя для переключения передач.

Главное отличие состоит в том, что управляет всем этим не водитель, а электроника. Система датчиков и электронный блок управления (ЭБУ) определяет, когда нужно разомкнуть сцепление, какую передачу включить, затем задействует сервомеханизмы (актуаторы) и умная техника срабатывает без участия человека. А значит, педаль сцепления больше не нужна. Ура!

Сервоприводов в коробке два:

  • задача одного размыкать сцепление;
  • второго – перемещать синхронизаторы для включения нужной передачи.

Управляться они могут в ручном режиме (когда водитель управляет сцеплением с помощью селектора РКП или подрулевыми лепестками) или автоматикой, когда вся информация поступает с многочисленных датчиков на ЭБУ, обрабатывается, и в виде команд поступает на блок управления коробкой.

Управление сервоприводами может осуществляться двумя способами:

  1. электромотором;
  2. гидравликой.

Первый однозначно дешевле, проще и надежней, но слегка «тупит» и потому не подходит для крутых спорткаров. Гидравлическая система работает быстрей и четче, но и цена ее выше.

Два диска лучше, чем один

Второй тип роботизированных трансмиссий — это очень дорогие и сложные в производстве преселективные коробки. Они были изобретены для автоспорта и пришли в мир гражданского автомобилестроения благодаря Porsche и Volkswagen.

Конструктивно они не похожи на вышеописанные роботизированные коробки и по техническим характеристикам намного превосходят классические гидромеханические «автоматы» . Но преселективные «роботы» имеют и ряд недостатков, главный из которых — это низкая надежность пакета сцеплений.

Преселективная коробка имеет сразу два сцепления вместо одного. За счет этого удается избежать рывков и снизить время переключения ступеней. Разгон получается ровным и динамичным.

Преселективная коробка получила защиту от перегрева при движении в пробке. Во время остановок она умеет разводить диски на максимальное расстояние без вреда для себя. Поэтому переводить ее в нейтраль не нужно. Однако здесь тоже есть хитрости.

На остановках от водителя требуется нажимать тормоз с заметным усилием. Тогда электроника понимает его намерение, размыкает сцепление, мотор сбрасывает обороты до холостых, стрелка тахометра опускается до 800 единиц и машина стоит перед светофором и ждет следующей команды на старт. Нет трения — нет перегрева и выработки технического узла.

Однако если водитель жмет на педаль вполсилы и лишь гладит ее ногой, то электроника путается. Она считает, что автомобиль начал плавное движение, а значит, сцепление должно действовать в режиме легкого зацепления. Диски сходятся, трутся и передают небольшой момент от мотора. Автомобиль как бы имитирует работу гидротрансформатора и старается по чуть-чуть ползти вперед. Но тормоз полностью не разжат, и машина остается на месте. А расслабившийся водитель даже не предполагает, что убивает свой автомобиль.

Особенности разных видов роботизированных коробок передач

Несмотря на то что эти коробки передач имеют различную конструкцию, принцип их управления и работы остается неизменным: стандартная «механика» дополненная автоматизированным модулем включения сцепления и управления переключением передач. В таком типе трансмиссии применяется фрикционный тип сцепления, состоящий как из одного диска, так и из нескольких. Однако в конструкции роботизированной КПП все более распространена система с двойным сцеплением, благодаря которой удается максимально передать крутящий момент, не теряя при этом мощности.

Поскольку основу робота составляет классическая «механика», при проектировании этого вида трансмиссии используются уже готовые варианты коробок передач. Такое конструктивное решение позволяет получить высокие рабочие показатели всего узла. Например, у известного робота SMG, которым комплектует свои модели BMW, использована базовая шестиступенчатая МКПП дополненная сцеплением с электрогидравлическим приводом.

Роботизированная КПП на автомобиле может быть оборудована гидравлической либо электрической системами управления переключением позиций и включения сцепления. В системе с гидроприводом (электрогидравликой) органами исполнения команд роботизированной коробки выступают гидроцилиндры с электромагнитными клапанами, а в электрическом типе привода эти элементы представлены шестереночной передачей и электромотором.

Отметим, что для установленного на автомобилях электрического привода характерна низкая скорость при переключении передач а также минимальное потребление энергии. Гидропривод работает быстрее, однако для этого в системе постоянно должно поддерживаться давление, соответственно, энергопотребление при этом многократно возрастает.

По этой причине электроприводные роботизированные КПП устанавливают на автомобили бюджетного класса, а гидроприводные — на более дорогие транспортные средства. Такое конструктивное решение позволяет использовать трансмиссию-робот практически на любом типе транспортного средства.

Устройство

Какая коробка передач лучше, автомат или робот, мы рассмотрим чуть позже, для начала нам нужно узнать устройство нового изобретения. Автоматизированная коробка передач получила сцепление фрикционного типа. Таковым является пакет дисков,ъ либо же встроенный отдельный механизм. Наиболее надежной и долговечной можно назвать конструкцию, которая получила двойное сцепление. Volkswagen Golf стал первым в мире автомобилем, который был оснащен роботизированной коробкой передач. Отзывы о работе устройства были довольно хорошими, все отмечали неплохую реакцию со стороны электроники, а также идеальную функциональность при разгоне. При этом поток мощности не разрывался. Это достигается при помощи использования двойного сцепления. При этом переключение скоростей занимает не более 1 секунды. При работе на российских дорогах, к сожалению, срок эксплуатации подобной коробки передач сокращается как минимум вдвое.

Как она работает

Механической коробкой передач, снабженной диском сцепления с маховиком двигателя, управляет робот. Алгоритм, заложенный разработчиками в ЭБУ, реагирует на показания датчиков, подавая команды сервоприводам.

Это выглядит так:

  • водитель давит на педаль газа;
  • повышаются обороты двигателя, автомобиль ускоряется;
  • по достижении заложенных в программу значений срабатывают актуаторы сцепления и вилки переключения;
  • происходит включение повышенной передачи.

Если водитель продолжает ускорение, то на следующих запрограммированных оборотах двигателя и скорости движения ЭБУ снова подает сигнал и актуаторы опять переключают передачу.

По тому же принципу во время торможения передачи переключаются с высоких на пониженные. Высокопродуктивные процессоры позволяют создавать сложные программы, имитирующие поведение человека в разных ситуациях. И чем они сложнее, тем динамичнее и комфортнее езда.

Как правильно пользоваться роботизированной коробкой передач

Общий вид РКПП

Роботизированная трансмиссия сочетает в себе функции как АКПП, так и механической коробки передач. Это по сути та же механика, но с автоматическим управлением. Система управления с помощью исполнительных механизмов управляет работой сцепления и переключением передач. При этом переключение происходит так же, как и в механике, только без участия водителя.

Изначально роботизированная КПП создавалась для того, чтобы существенно снизить стоимость коробки передач в сравнении с АКПП и в то же время объединить в себе все достоинства автомата и механики, к которым в первую очередь относятся комфорт и удобство управления.

В автомобилях спортивного класса используется несколько иной тип роботизированной трансмиссии – с двумя сцеплениями. Это позволяет добиться максимально высокой скорости переключения передач.

Преимущества и недостатки роботизированной трансмиссии для наглядности также представим в виде таблицы. Заодно проведем  сравнительную характеристику между двумя видами трансмиссий.

Преимущества роботизированной коробки передач Недостатки роботизированной коробки передач
1. Более простая конструкция в отличии от АКПП 1. Рывки при старте и переключении передач (для РКПП с одним сцеплением)
2. Менее дорогие обслуживание и ремонт по сравнению с АКПП 2. Необходимость перевода рычага в нейтральное положение при длительной остановке и откат автомобиля на подъеме
3. Лучшая топливная экономичность 3. Непредсказуемость поведения роботизированной коробки передач в тяжелых дорожных условиях
4. Более высокий КПД 4. Эффект «задумчивости» при переключении передач
Классический селектор роботизированной КПП

Итак, робот – это скорее разновидность АКПП или МКПП? Зачастую его приравнивают к модифицированному автомату. На самом деле, в основе робота лежит механическая трансмиссия, завоевавшая это право своей простотой и надежностью. По сути, роботизированная КПП – это та же механика с дополнительными устройствами, отвечающими за переключение передач и управление сцеплением. Т.е. водитель от этих обязанностей освобожден.

Роботизированная коробка встречается как в легковых автомобилях, так и в автомобилях грузовых, а также автобусах, а в 2007 году робот был представлен даже на спортивном мотоцикле.

Виды РКПП

В своем развитии «робот» прошел путь от «почти механики» до «автомата», соответственно росла надежность и скорость работы. Первые РКПП практически дублировали конструкцию механической коробки, с поправкой на другой принцип привода механизмов. На смену им пришли роботизированные коробки с двумя сцеплениями, и вот они произвели настоящий переворот во взглядах на этот вид трансмиссии.

РКПП с одним сцеплением


Роботизированная коробка передач с одним сцеплением
Первый опыт, первые ласточки, первые ошибки. Робот с одним сцеплением по своему принципу дублирует механическую коробку передач. Точно так же с помощью сцепления ведущий вал соединяется в коленвалом двигателя, а от него момент вращения передается на ведомый вал через шестерни-синхронизаторы.

Пробка — главная опасность

Противопоказано «роботам» обоих типов и движение в пробке со скоростью 2-3 км/ч, хотя классический гидромеханический «автомат» с черепашьим шагом справляется играючи. В любом заторе можно видеть такие микроскопические подвижки на 20-30 см.

Минимальная безопасная скорость для любого «робота» — 5 км/ч, то есть нижний порог скорости движения на первой передаче с полностью сомкнутым сцеплением.

Поэтому в пробках, чтобы продлить ресурс «робота», необходимо действовать по строгому алгоритму: старт и остановка с крепким выжимом педали тормоза. Если поток едет со скоростью менее 5 км/ч, можно подождать, пока впереди освободится пространство, и потом проехаться вперед со скоростью 5 км/ч. Естественно, это раздражает окружающих, но капризный «робот» требует щепетильного отношения к себе. Иначе блок сцепления придется менять уже к 60 тыс. км пробега.

Как работает КПП робот?

Большая часть механизмов регулируется специальными интеллектуальными блоками коробки передач робот. Что это такое? Благодаря этому, то есть работе электронной системы, можно отслеживать все необходимые параметры для коробки передач. Также датчики анализируют положение трансмиссии, давление масла и других параметров для передачи в основной блок. После этого электроника сформирует все необходимые действия, которые следует выполнить. В виде коротких сигналов они будут поступать на электропривод и электроклапаны, соответственно, это позволит быстро, но плавно переключать коробку передач.

Видео: Что такое РКПП (робот) | Сравнение с МКПП и АКПП | Плюсы и минусы

Особенности РКПП

Работа роботизированной коробки передач.

Приводы переключения скоростей на роботах оснащаются либо электрическими моторчиками, либо поршневой гидравлической системой. Но выполняют они одну и ту же задачу — передвигают синхронизаторы шестеренок вторичного вала и выжимают сцепление.

Главное отличие в том, что гидравлика работает быстрее и мягче. Но она более дорогая в производстве, поэтому такими РКПП снабжены в основном автомобили высокого класса. Самой востребованной является DSG от немецкого концерна Volkswagen.

ЭБУ для коробок делают и отдельным, и совмещенным с блоком управления ДВС. Последний вариант наиболее целесообразен, если алгоритм управления робота учитывает показания тех же систем, что и управление двигателем, например ABS или ESP.

Related Posts

Добавить комментарий