Устройство роботизированной коробки передач

Роботизированная коробка передач

Сайт об автомобильных коробках передач

Роботизированная КПП возникла как альтернативная замена механическим КПП и автоматическим КПП с гидротрансформатором. Ее устройство должно было объединить в себе преимущество как «механики», так и «автомата».

Роботизированная КПП, или попросту коробка-робот, представляет собой механическую коробку передач, в которой функция переключения передач возложена на автоматический блок управления. Тем самым водитель, выбирая условия передвижения, формирует только входной сигнал, остальное делает электронный блок управления, с запрограммированными алгоритмами переключения.

Коробка-робот объединяет в себе комфорт «автомата» и надежность и экономичность классической «механики». При этом «робот» дешевле гидротрансформаторного «автомата». Сейчас большинство автоконцернов мира оснащает свои автомобили роботизированнными КПП, причем ставятся он как на простые модели, так и на автомобили премиум-класса.

Устройство коробки-робота

Несмотря на то, что можно выделить основное устройство системы, которое объединяет все роботизрованные КП — механическая часть с электронным блоком управления, роботы различных моделей могут отличаться рядом конструкторских решений.

В «роботах» используются сцепление фрикционного типа. Это может быть как отдельный диск, так и пакет фрикционных дисков, который представляет собой набор из трех или более дисков. Увеличение количества дисков увеличивает и площадь соприкосновения, тем самым позволяя передать больший крутящий момент от двигателя к трансмиссии. Эта особенность позволяет применять пакеты фрикционов в мощных легковых автомобилях, грузовиках и полноприводных машинах. Также многодисковое сцепление позволяет снизить габариты КПП и так оно находит применение в двухколесном транспорте.

В роботизированных коробках наиболее широкое распространение пакет фрикционов получил в шестиступенчатой DSG от концерна Volkswagen.

Как правило, при создании коробок-роботов используются уже рабочие зарекомендовавшие себя прототипы механических КПП. Так в «роботе» от Mercedes-Benz Speedshift используется база от АКПП 7G-tronic. Гидротрансформатор в этой коробке заменен на пакет «мокрых» фрикционных дисков. В SMG от BMW за основу взята шестуступенчатая «механика» с установленным на ней электронным блоком управления.

Роботизированные КПП могут иметь как электрические, так и гидравлические сервоприводы. Гидравлические или вернее электрогидравлические приводы более надежны и имеют большую скорость передачи сигнала. При этом сугубо электрические приводы еще и более экономичны. Гидравлические приводы выгоднее устанавливать на автомобили с большим крутящим моментом двигателя, так потеря КПД от работы приводов не будет существенна по сравнению с маломощным двигателем до 140 лошадиных сил. В таком случае экономичность, за которую и ценят роботизированные КПП, просто сойдет на нет.

Электрический привод используют в следующих роботах:

  • Allshift — Mitsubishi;
  • Dualogic — Fiat;
  • Durashift EST — Ford;
  • Easytronic — Opel;
  • MultiMode — Toyota;
  • SensoDrive — Citroen;
  • 2-Tronic — Peugeot.

В свою очередь гидравлический привод используется в следующих моделях:

  • ISR (Independent Shifting Rods) от Lamborghini;
  • Quickshift — Renault;
  • R-Tronic — Audi;
  • Selespeed — Alfa Romeo;
  • SMG — BMW.

На многих спортивных автомобилях роботизрованные коробки достигают просто фантастических показателей в скорости переключения передач. Для Lamborghini Aventador время переключения передачи составляет — 0,05 секунды.

Блок управления робота

Электронный блок управления сцепления является мозгом коробки. Он представляет собой перепрограммируемое запоминающее устройство, которое может менять алгоритм управления, путем прошивки и в зависимости от предпочтительной манеры движения.

К электронному блоку управления подходят входные датчики, снимающие все необходимые параметры автомобиля, такие как частоту вращения вала, положение вилок и селектора, температуру и давление масла (в случае с гидравлическим приводом).

Считывая сигналы датчиков и руководствуясь встроенной программой, блок управления принимает решение о переключении передачи и посылает сигнал на исполнительные механизмы. В зависимости от коробки это могут быть электроприводы или электромагниты гидроцилиндров.

Все роботизированные КПП оснащены системой, подобной «типтроник». «Типтроник» представляет собой симуляцию ручного переключения передач в автоматических коробках, при котором водитель сам контролирует возможность переключения передач и может самостоятельно выбрать нужную ему скорость. Изначально запатентованная компанией Porshe система быстро получила распространение и стала применяться как в гидротрансформаторных автоматах, так и в роботизированных КПП.

Коробка-робот с двойным сцеплением

Главным недостатком роботизированных КПП является большое время переключения передач, что приводит к провалам и рывкам при разгоне и движении.

Устранение этих недостатков на ранних моделях коробок-роботов было преимущественной задачей автомобильных инженеров. И первыми к решению проблемы пришли конструкторы Volkswagen. В 2003 году они представили Volkswagen Golf c преселективной роботизрованной КПП DSG-6. Новаторским решением в этой КПП было использование не одного сцепления, а сразу двух. Каждое из которых по отдельности отвечало за четные и нечетные передачи. Отсюда название «преселектив», что значит в переводе с английского «предварительно выбранный».

Читайте также:  Как повесить градусник на пластиковое окно Пошаговая инструкция по монтажу

Коробки с двойным сцеплением были не оригинальной идеей концерна VAG (Volkswagen Audi Group), их концепцию предложил в конце 30-х годов французский инженер Адольф Кегресс, а впервые использовать стали в компании Porshe, устанавливая преселективную коробку на спорткары в середине 80-х годов. Но только Volkswagen удалось сделать коробку с двумя сцеплениями массовым явлением.

После DSG-6 была разработана семиступенчатая «сухая» коробка DSG, рассчитанная на автомобили с меньшим объемом двигателя и меньшим крутящим моментом – до 250 Нм.

Принцип работы преселективной коробки заключается в том, что в момент переключения, к примеру, на вторую передачу, на валу нечетных передач уже фиксируется третья передача, и момент переключения на повышенную или пониженную скорость происходит без разрыва крутящего момента, что делает преселективы даже более плавными в работе, чем гидротансформаторные АКПП. Скорость переключения передач для коробки DSG составляет 0,2 секунды, а для DCT Drivelogic от BMW — 0,1 секунды.

Сейчас преселективные коробки также получают широкое распространение и многие автогиганты разрабатывают свои модели коробок-роботов с двойным сцеплением, отказываясь от классических «роботов» и «автоматов». Среди них:

  • DCT M Drivelogic от BMW;
  • DSG от Volkswagen;
  • PDK от Porsche (самая первая из преселективных коробок)
  • Powershift от Ford, Volvo;
  • Speedshift DCT от Mercedes-Benz;
  • S-Tronic от Audi (представляющая собой ту же DSG, переработанную под нужды более мощных автомобилей)
  • TCT от Alfa Romeo;
  • Twin Clutch SST от Mitsubishi.
  • EDK от Renault (единственная из этих коробок, имеющая электрические приводы)

Особенности коробок-роботов

Как отмечалось выше, роботы объединяют в себе надежность и экономичность «механики» и комфорт «автоматов», но это, как правило, касается современных моделей преселективных «роботов». Большинство из этих моделей ставится на автомобили премиальной ценовой категории и в них все отточено до мелочей. Исключением стала DSG-7 от VAG – единственная массовая коробка, вначале страдавшая рядом неоднозначных конструкторских решений и претерпевшая ряд глобальных изменений.

В любом случае, коробки-роботы проделали большой путь от первых неуклюжих моделей, больше раздражавших водителя, чем предоставляя обещанный комфорт, до суперагрегатов на лучших спорткарах мира. И сейчас они видятся наиболее оптимальным развитием трансмиссии в будущем.

Роботизированная коробка передач

Современные автомобили все чаще оснащаются коробками передач роботизированного типа. В обиходе такие коробки еще называют «роботами». Само наименование «роботизированная КПП» указывает на то, что действиями водителя с учетом условий движения автомобиля, формируется «входная информация» для электронного блока коробки (робота), который, посредством заложенных алгоритмов, руководит работой всего узла. Главным преимуществом роботизированных коробок передач является то, что эти агрегаты эффективно сочетают комфорт и удобство в эксплуатации привычной автоматической коробки с надежностью и топливной экономичностью обыкновенной «механики». Кроме того, как правило, коробка-робот существенно дешевле традиционной автоматической коробки. Сегодня «роботы» устанавливаются как на дорогие модели премиум-класса, так и на автомобили массового и даже бюджетного сегмента.

Роботизированная коробка передач способна работать в автоматическом, а также полуавтоматическом режимах. Для водителя работа роботизированной КПП будет практически неотличима от работы обычной коробки-автомата. При достижении определенной скорости движения электронный блок, на основании поступающих сигналов от входных датчиков, обеспечивает нужный алгоритм работы коробки при помощи исполнительных механизмов. Помимо этого, любая роботизированная коробка передач обладает функцией ручного переключения передач, называемой типтроник. Правда, в отличие от обычной «механики», при ручном переключении рычаг «робота» не нужно устанавливать в конкретное положение, определенное для той или иной передачи. Переключение в ручном режиме производится последовательно с низшей на высшую передачу и наоборот простым покачиванием селектора вперед или назад. Иногда роботизированную КПП, благодаря особенности последовательного переключения передач в ручном режиме, называют еще секвентальной (sequensum – последовательность). Для некоторых разновидностей роботизированных коробок дополнительно предусмотрены подрулевые лепестки, при помощи которых можно переключать передачи, не отрывая рук от рулевого колеса.

Устройство роботизированной коробки передач

Роботизированные коробки разных производителей могут несколько разниться по конструкции, но общий принцип функционирования таких агрегатов единый – любая роботизированная КПП представляет собой механическую коробку передач, которая наделена системой, управляющей передачами и сцеплением.

В коробках-«роботах» применяется фрикционный механизм сцепления. Для этого может использоваться отдельный диск, либо набор фрикционных дисков. Многие современные роботизированные коробки передач оборудуются системой двойного сцепления, при помощи которой обеспечивается передача крутящего момента с постоянным потоком мощности. Учитывая что основой любой роботизированной коробки передач является агрегат механического типа, производители используют, как правило, уже готовые решения. Так, к примеру, известный агрегат Speedshift, выпускаемый на мощностях Mercedes-Benz, построен на основе коробки 7G-Tronic, у которой гидротрансформатор заменен на многодисковое сцепление фрикционного типа. А для создания баварской роботизированной коробки SMG использован шестиступенчатый механический агрегат, доработанный сцеплением с электрогидравлическим приводом.

Читайте также:  Электрооборудование ВАЗ 2101, 2102 и его схема; Клуб владельцев автомобилей ВАЗ

Примечательно, что «роботы» могут располагать, как гидравлическим, так и электрическим приводом передач и сцепления. Исполнительными узлами электрического привода коробки выступают сервомеханизмы (механическая передача с электромотором). Работа гидравлического привода коробки-робота осуществляется при помощи гидроцилиндров, управляемых электромагнитными клапанами. Подобная разновидность привода нередко именуется электрогидравлическим приводом. В некоторых роботизированных коробках передач, оснащаемых приводом электрического типа, например, Durashift, устанавливаемых на ряд моделей Ford, применяется гидромеханический блок, комплектуемый электродвигателем, который перемещает главный цилиндр привода сцепления.

Коробки-роботы с электроприводом устанавливают обычно на недорогие модели массовых брендов. Ведь электропривод, хотя и отличается невысоким энергопотреблением, не может обеспечить высокую скорость работы – переключение передачи составляет от 0.3 до 0.5 секунды. Система гидропривода в коробке требует наличие постоянного давления, достигаемое более высоким энергопотреблением. Роботы с гидравлическим приводом намного более быстродейственны – нередко роботизированные коробки с гидроприводом устанавливают даже на спортивные автомобили.

Управление «роботом» обеспечивается электронной системой, ответственной за включение и работу блока управления, входных датчиков и исполнительных механизмов. Такие основные параметры, как частота вращения, положение селектора или состояние вилок включения передачи, а также температура и давление масла (для системы с гидравлическим приводом) считываются датчиками и передаются к блоку управления. Затем электронный блок, на основании заложенной программы, вызывает необходимые воздействия на механизмы-исполнители. Стоит отметить, что в роботизированной КПП с гидроприводом система управления дополнена блоком, обеспечивающим функционирование гидроцилиндрами и обеспечивающим необходимый уровень давления.

В зависимости от типа привода, роль исполнительных механизмов роботизированной КПП выполняют электромоторы или электромагнитные клапаны, которыми оснащаются гидроцилиндры.

Коробка-робот с двойным сцеплением

Широкое распространение за последние пару лет получили роботизированные коробки передач с системой двойного сцепления. Дело в том, что главным недостатком стандартной коробки-робота считается довольно длительное время, требуемое агрегату на переключение передачи. Зачастую это вызывает провалы в динамике и рывки при активном стиле вождения, что негативно сказывается на уровне комфорта всей поездки в целом. Такая негативная особенность отпугивает немалое количество потенциальных автолюбителей от перспективы приобретения автомобиля, оборудованного роботизированной коробкой передач. Решением проблемы стало использование системы двойного сцепления, которая исключает разрыв потока мощности в момент переключения передачи. Двойное сцепление дает возможность выбрать требуемую передачу еще при включенной предыдущей передаче, и, в случае необходимости, включить следующую передачу не допуская перерыва в работе КПП. Благодаря такой конструктивной характеристике коробки передач с двойным сцеплением получили название преселективных коробок передач.

Еще одно важное достоинство коробок с двойным сцеплением – быстродействие при переключении передач. Здесь скорость перехода с одной передачи на другую зависит исключительно от скорости работы муфт. Так, «роботы» DSG от Volkswagen тратят на переключение не более 0.2 сек., а агрегаты DCT M Drivelogic, производимые компанией BMW, – всего 0.1 cек. Кроме того, «робот», оборудованный двумя сцеплениями, представляет собой весьма компактный агрегат, что особенно актуально для небольших городских малолитражек.

Отличия «робота» от «автомата»

Неискушенный автомобилист может не найти отличий между автомобилями, оборудованными автоматической и роботизированной коробками передач. Ведь в салонах таких машин отсутствуют педали сцепления, а селекторы переключения передач выглядят практически одинаково. Но на самом деле, с технической точки зрения, эти агрегаты значительно различаются между собой. Более того, конструктивно робот даже больше схож с механической коробкой. В отличие от «робота» или стандартной МКПП, основными узлами автоматической коробки являются редуктор и гидротрансоформатор, обеспечивающий плавное переключение передач. Именно гидротрансформатор выполняет функцию сцепления обычной МКПП, которым оснащается и РКПП. Таким образом, «робот» является механической коробкой передач, у которой за своевременность переключения передач отвечает электронный блок. А сами переключения производятся автоматически, посредством гидравлики и электронного управления.

Преимущества и недостатки роботизированных коробок передач

Оценивая плюсы и минусы роботизированных коробок передач, стоит отметить, что «робот» удобнее МКПП, ведь здесь не приходится постоянно орудовать рычагом переключения, а отсутствие необходимости выжимать педаль сцепления значительно уменьшает утомляемость водителя. Относительно АКПП, роботизированные коробки обеспечивают большую топливную экономичность и, как правило, имеют меньшую массу. Расход топлива у автомобиля с РКПП приближен к топливному расходу машины с «механикой». Стоимость роботизированной коробки передач также ниже по сравнению с коробкой-автоматом.

Что касается недостатков, то основные из них были названы выше – это ощутимые рывки и дергания при переключении передач, свойственные бюджетным автомобилям, оборудованным «роботами». Мало кого порадуют и длительные паузы при переходе с одной передачи на другую. Кроме того, начиная движение в горку, машина с РКПП, как и автомобиль с механической коробкой, может немного откатиться назад.

Читайте также:  Топ 5 легких и практичных Power Bank от Xiaomi; Блог Новости Xiaomi, Новинки, Обзоры, Сравнения

Впрочем, для объективности картины, стоит отметить, что все перечисленные недостатки устранены на агрегатах с двумя сцеплениями. Роботизированные коробки передач такого типа можно было бы считать оптимальными агрегатами, если бы не их высокая цена.

Роботизированная коробка передач: подробно

Роботы уже повсюду. Возможно, один из них живет в вашем автомобиле, и не где-то далеко, а в одном из главных его компонентов. Речь идет о роботизированной коробке передач (РКПП), которая с каждым годом получает все большее распространение. Что такое РКПП? Попробуем разобраться.

Как работает «робот»?

По принципу действия приспособление схоже с обычной механической коробкой, но есть и отличия. Конструкция почти такая же, но в РКПП имеются сервоприводы (специалисты называют их «актуаторами»). Благодаря этим компонентам большинство рутинных процессов переходит в автоматическом режиме. Например, техника сама смыкает сцепление и выбирает передачу.
Сервоприводы – это электромоторы, оснащенные редуктором и исполнительным механизмом. Точный принцип действия зависит от модели авто – в некоторых вариантах используются гидравлические приводы.

Для анализа обстановки и подачи сигналов используются электронные датчики. Порядок действий выглядит так:

  • датчик посылает команду, после чего актуатор замыкает сцепление;
  • синхронизаторы начинают двигаться, что приводит к изменению скорости;
  • сцепление размыкается (опять же — без участия водителя);
  • техника передает на колеса крутящий момент с определенным коэффициентом.

Принцип работы РКПП довольно прост. Задачи, которые обычно выполняет водитель, перекладываются на робота. Отсюда – отсутствие необходимости в педали сцепления, поскольку функции контроля возлагаются на электронные компоненты.

Эксплуатация роботизированной коробки невозможна без компьютера. «Электронный мозг» анализирует, с какой скоростью едет автомобиль и сопоставляет информацию с разных сенсоров и датчиков. На основании полученных сведений он и будет выбирать определенную передачу.

Особенности автомобилей с РКПП

Салон машины с такой коробкой будет выглядеть несколько непривычно для водителя авто с МКПП. Например, тут только две педали. Функцию третьей берут на себя многочисленные датчики, сенсоры и приводы, которые управляются с бортового компьютера. Система постоянно изучает манеру вождения, загруженность авто, качество дороги, скорость езды и прочие параметры. Они обрабатываются компьютером, который пытается спрогнозировать оптимальные действия в конкретной ситуации. Обычно у него это получается лучше, чем у человека-водителя.
Техника также синхронизирует отдельные компоненты коробки передач и двигателя. Благодаря этому передачи переключаются быстрее обычного.

Как устроена РКПП

Чтобы понять, как действует роботизированная модель, нужно разбираться в принципе действия механической КПП. Она оснащена двумя валами, ведущим и ведомым. В процессе эксплуатации двигатель создает крутящий момент, который передается на ведущий вал. Оттуда движение «переходит» на ведомый, который связан с колесами. Так обеспечивается езда автомобиля. Для соединения двух валов используются шестерни. Коробка помогает им правильно двигаться. Например, она обеспечивает отсутствие вращения ведомого вала в нейтральном положении.

Чтобы заставить двигаться автомобиль с МКПП, водителю надо зажать сцепление и включить передачу. Конструкция приходит в движение: шестерни первичного вала начинают перемещаться, что воздействует на вторичный. Компонент требуемой передачи на ведомом валу приводит колеса в движение. Это дает возможность ехать с определенной скоростью.
РКПП работает по тем же принципам, за исключением того, что она снимает с водителя часть работы. Вам не придется думать о сцеплении. Сначала это непривычно, а потом становится даже удобней, чем раньше.

Крупнейшие производители авто постоянно думают об усовершенствовании своей продукции. Главная задача – обеспечение управляемости и безопасности. МКПП придумали во времена, когда дороги повсеместно были не слишком хорошими. Сейчас ситуация улучшилась, что дало возможность доверить часть управления транспортом компьютеру.
Механическая коробка не слишком хороша в условиях большого города. Из-за регулярных пусков и остановок приходится постоянно переключать передачи, что сильно утомляет. Роботизированная модель сочетает все лучшее, что есть в автоматической и механической – она помогает водителю сосредоточиться на езде, а не на технических моментах.

Есть ли недостатки у РКПП?

Всего один. Изначально РКПП разрабатывались под мощные гоночные автомобили, так что они довольно требовательны к двигателю. Если мощности мотора не хватает, робот начинает переключать передачи слишком часто, а это приводит к быстрому износу трансмиссии и, соответственно, к поломкам [ статья в тему — почему ломаются рКПП ]
Итак, мы узнали, что такое РКПП. Для машин с мощным двигателем это оптимальный вариант, который сбережет силы и обеспечит подходящее качество езды в любой ситуации.

Ссылка на основную публикацию
Устройство кривошипно-шатунного механизма
Кривошипно-шатунный механизм (КШМ) назначение, устройство, принцип работы Если есть что-то, что прочно ассоциируется с любым автомобилем, это механизм двигателя. Как...
Устранение стука рулевой рейки путем подтягивания — Лада Калина Блог
Ремонт рулевой рейки с электроусилителем калина; Автомобили и люди; сайт для любознательных Опытное управление по ремонту предназначено для автосервисов, СТО...
Устранение стука спереди слева подтяжка рулевой рейки
Ремонт, замена и регулировка рулевой рейки рено логан (Видео) Авто ремонт легковых автомобилей, зак Ремонт, замена и регулировка рулевой рейки...
Устройство переднего и заднего моста УАЗ 469
Устройство переднего и заднего моста УАЗ 469 Автомобиль УАЗ 469 используется как на территории Российской Федерации, так и за рубежом....
Adblock detector