1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Роботизированная коробка передач

Плюсы и минусы роботизированной коробки передач

Автопроизводители стремятся найти оптимальные технические решения во время проектирования различных узлов транспортного средства. В результате появляются конструкционные новинки. Примером служит эволюция трансмиссии. Сейчас можно наблюдать различные варианты коробок переключения передач, которые успешно конкурируют между собой. Существуют механические, автоматические, роботизированные КПП либо бесступенчатые вариаторы.

В статье выясним, что такое роботизированная коробка передач, какими достоинствами и недостатками она обладает по сравнению с другими типами трансмиссии. Ведь часто от степени комфорта управления автомобилем зависит не только наше настроение, но и безопасность на дороге.

Что такое коробка — автомат робот

Начнем с того, что робот — это по с ути механика, у которой переключаются передачи и выжимается сцепление автоматикой. Если взять, к примеру, тойоту короллу на роботе, которая выпускалась с 2007 года, то у нее роботизированная коробка — это один в один механика, у которой убрали обычный рычаг КПП и сцепление и вместо них поставили специальные сервоприводы — актуаторы. Из этого следует, что ездовые качества авто будут во многом схожи с обычной механикой, только не придется самому переключать передачи.

Работа этих КПП заключается в том, чтобы принять от водителя информацию в цифровом виде, а затем, правильно и быстро обработав ее, перевести все в механические манипуляции с шестернями и валами. Для управления выбором передач вместо обычного рычага, который соединен тросами или тягами с коробкой используется рычаг — джойстик, который лишь указывает электронике нужную передачу. За логическую часть отвечает электронный блок управления (ЭБУ).

Внешний вид рычага управления роботом на тойоте королле

Учитывая отзывы пользователей, отметим, что этот тип автомобильных редукторов обладает большинством достоинств автоматической трансмиссии и сочетает экономность и надежность автомобильной «механики». Для покупателя робот обойдется дешевле, чем классический «автомат», а это значит, появляется дополнительный позитивный аргумент в их пользу.

Большинство популярных автоконцернов занимаются выпуском моделей различных ценовых сегментов с установленными на них роботизированными узлами трансмиссии. Даже в бюджетном сегменте Renault в 2016 году выпустил автомобиль с «роботом» на борту.

Как работает роботизированная коробка

За основу роботизированного блока переключения скоростей в большинстве автомобилей взята механическая КПП. При этом манипуляции с переключением между ступенями занимаются специальные конструкционные надстройки, которые называются сервоприводами. В некоторых источниках эти переключатели имеют название – актуары. Один из них занимается включением/выключением сцепления, а миссией второго является физическое перемещение шестеренок в коробке. Это значит, что их работа помогает избавиться в салоне автомобиля от педали сцепления.

Читать еще:  Какую лучше выбрать смазку для суппортов

Внешний вид актуатора сцепления робота

Не все конструкции приводов одинаковые. Инженеры создали две их разновидности. В первом случае работоспособность поддерживается с помощью электричества, а во втором случае за плавность и быстроту переключений отвечает гидравлика. Обычно отзывы не всегда однозначные, поэтому опишем оба варианта.

  1. Популярным устройством является электропривод. Данная конструкция отличается меньшей стоимостью и может ставиться даже на машины бюджетного класса. В основе управления заложен электромотор с редуктором и исполнительный механизм.
  2. В гидравлической системе переключение передач выполняется с помощью цилиндров, толкаемых силой электромагнитных клапанов. Принцип работы в этом случае схож с классическим «автоматом». Вторым названием таких устройств является «электрогидравлический привод». Конструкция дороже обычного электропривода, но это компенсируется быстротой переключения между передачами. Также водитель не ощущает возникновение каких-либо резких провалов. Блок ставится на более дорогие автомобили.

Управление всеми операциями возложено на встроенный компьютеризированный узел. Он проводит контроль за оборотами двигателя, текущей скоростью автомобиля, получает информацию от ABS, антизаносной системы и отдает команды на исполнительный механизм.

Устройство сцепления в роботе

Первые «роботы» в автомобилях устанавливались с одним сцеплением. Эксперимент получился неоднозначным. Выявилось достаточное количество недостатков такой конструкции. В результате разработок появились КПП с удвоенным сцеплением. Рассмотрим эти типы коробок и их работу.

Устройство робота с двумя сцеплениями

  1. Одно сцепление. Основой коробки переключения скоростей являются два вала: первичный и вторичный. На первичный (ведущий) вал подается вращение от двигателя. С мотором его разделяет сцепление. От вторичного (ведомого) вала посредством шестерен вращение передается на колеса. По команде электроники первый сервопривод разъединяет сцепление, а второй после разрыва занимается перемещением синхронизаторов так же, как это бы делал водитель рычагом на механической коробке. Однако, электроника «бережет» сцепление, и разрыв мощности часто становится заметен в салоне (эффект «кивания головой» пассажиров, когда временно пропадает тяга).
  2. Два сцепления. Снизить эффект от негативного воздействия провалов тяги конструкторы попытались с помощью двойного сцепления. В результате появились конструкции, получившие общее название DCT (Dual Clutch Transmission). Позже концерном Volkswagen были разработаны шестиступенчатые коробки DSG (Direkt Schalt Getrieb). Эта аббревиатура, являющаяся просто товарным знаком, стала синонимом всех коробок с двойным сцеплением, также как слово «ксерокс» вошло в обиход не торговой маркой, а бумажной копией. У DSG в конструкции есть два первичных вала, один из которых находится внутри другого. Оба вала имеют соединение с мотором с помощью индивидуальных сцеплений. «Умная» коробка, запуская автомобиль в движение, включает первую скорость, но одновременно на втором валу входит в зацепление шестерня для второй передачи. Второй вал ждет замыкания своего сцепления и одновременного размыкания с первой передачей. Это экономит время переключения и обеспечивает плавность перехода между ступенями. Есть второе название таких коробок – «преселективные» (предугадывающие выбор). Например, для автомобилей Гольф время переключения роботизированной коробки составляет лишь 8 миллисекунд.
Читать еще:  Ситуации, при которых не обойтись без услуг эвакуатора?

Инженеры, усовершенствую конструкцию двойного сцепления, разработали две разновидности этого узла. В первом случае было решено оставить окружение сцепления воздушным («сухой» тип), а во втором случае в узел залили рабочую жидкость («мокрый» тип). У водителей, предпочитающих агрессивный стиль вождения и резкие, глубокие нажатия на педаль газа, сухое сцепление будет часто перегреваться, что приведет к быстрому выходу его из строя.

Для снижения негативного воздействия на фрикционы в блоке залито масло. Отрицательный эффект также появился за счет проскальзывания и небольшой потери мощности в это время, но узел стал выдерживать более суровые нагрузки. Это положительно сказалось на его долговечности.

Преселективные трансмиссии в своем арсенале имеет большинство ведущих автоконцернов, среди которых Fiat, BMW, Ford, Mitsubishi. Показателем перспективности является то, что даже в Porsche признали уместность данной конструкции, ведь компания берет на вооружение только проверенные и перспективные модели. Разработки в этом направлении продолжаются.

Плюсы и минусы роботизированной коробки передач

К преимуществам относятся:

  1. Конструкция узлов скомпонована на основании проверенных временем механических коробок передач. За счет этого повышается общая надежность агрегата, которая выше, чем у вариаторов.
  2. Занимаемый объем в подкапотном пространстве существенно меньше, чем у классических «автоматов», соответственно расход на масло во время эксплуатации для данной коробки будет ниже, чем у аналогов.
  3. Работоспособность сцепления, особенно мокрого типа, у «роботов» на 25-30% выше.
  4. Также отличие роботизированной коробки передач от автоматической заключается в стоимости производства и ремонта этого агрегата, говорящее в пользу «роботов», а не «автоматов» и вариаторов.
  5. Большинство современных коробок с роботизированным управлением имеет возможность переключать ступени в ручном режиме, что схоже с Типтроником на автоматических КПП.
  6. Масса коробки-робота значительно меньше АКПП. Это дает преимущества при установках на малогабаритные авто, где масса даже в несколько десятков килограмм играет существенную роль.
  7. Расход топлива на автомобилях, агрегатированных «роботами», сопоставим с расходом на механических КПП и меньше, чем у остальных конструкций при прочих равных условиях.
Читать еще:  Какие инструменты следует возить с собой в автомобиле?

К недостаткам относятся:

  1. Есть конструкции с роботизированными коробками, у которых задержка между переключениями передач достигает двух секунд. Это относится к электрическим переключателям. При такой езде теряется динамика и может возникать дискомфорт для водителя.
  2. Использование гидроприводов для ускорения переключений повышает скорость между включением ступени до 0,05 с. Однако, эта конструкция значительно удорожает весь узел. Тормозную жидкость, используемую в качестве рабочей жидкости, необходимо постоянно удерживать под высоким давлением, что отнимает часть мощности у двигателя. Гидравлика становится эффективной больше у мощных автомобилей или машин премиального класса.
  3. Более дешевые модели не обеспечивают адаптивной подстройки автоматики под стиль вождения владельца автомобиля.
  4. Преселективные модели пока еще достаточно дорогие в ремонте. Хотя механическая часть весьма надежна как и у простой механики, при недоработанных прошивках ЭБУ и неидеальной конструкции сцеплений часто случается преждевременный износ последних. А все «навесное» оборудование робота (сцепления, ЭБУ, актуаторы) стоит приличных денег. Поэтому при покупке авто с пробегом стоит проверять робот с особой тщательностью и узнать сроки последнего его обслуживания, посмотреть чеки на выполненные работы.

Но все же большинство положительных факторов достаточно легко перекрывают все негативные моменты. Поэтому для того чтобы насладиться всеми «плюсами» роботов, необходимо выбирать новые варианты конструкций, в которых основные недостатки минимизированы или полностью устранены.

Заключение

Процесс окончательного усовершенствования роботизированных коробок еще не наступил. Инженеры стремятся сделать конструкцию более надежной и быстрой, и по некоторым показателям это им удается. При этом авто с «роботами» находят своих поклонников уже сейчас.

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.

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.

Особенности РКПП

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.

Устройство сцепления в роботе

Роботизированные коробки по методу взаимодействия с двигателем бывают двух типов:

  • однодисковые;
  • двухдисковые (используют два сцепления, включаемые попеременно).

Однодисковая коробка ничем не отличается от механической. В ней есть первичный и вторичный валы.

Первичный соединен с диском сцепления. Вторичный вал передает крутящий момент непосредственно на колеса. Оба вала взаимодействуют посредством шестерней разного диаметра. Переключение происходит в тот момент, когда выбранная для нужной передачи шестерня на вторичном валу блокируется. В РКПП это делают электрические манипуляторы, получающие сигнал от ЭБУ. Гидравлические приводы-манипуляторы на однодисковых коробках используются крайне редко.

Двухдисковые имеют два ведущих первичных вала, каждый из которых соединен со своим диском сцепления. Один вал отвечает за четные передачи, а второй — за нечетные и заднюю. Такое техническое решение позволило делать включение выбранной передачи более плавным. Синхронизаторы приводов работают попеременно. В момент перехода на одном валу с 1 на 2 передачу ЭБУ уже дает сигнал на подготовку к включению 3. Поэтому их еще называют преселективными, т. е. с предварительным выбором. В результате сам процесс переключения ускоряется до 0,2 и менее секунд.

Некоторые производители так настраивают работу актуаторов и алгоритмы, что робот функционирует не хуже человека.

Режимы работы

Управление водителем коробкой передач сводится к выбору режима селектором:

  1. Нейтраль обозначается «N». В этом режиме двигатель работает, но крутящий момент на колеса не передается. Включать перед началом движения, после остановки, при длительной стоянке.
  2. Движение вперед обозначается «А/М», «Е/М» или «D». Включив этот режим, отпускают педаль тормоза и нажимают педаль газа. Машина движется вперед, автоматически переключая скорости в зависимости от ускорения или торможения.
  3. Ручное управление обозначается «М». Автомобиль движется вперед, водитель самостоятельно переключает скорости, нажимая подрулевые лепестки или селектор в положения «+» или «-». При этом переключение происходит только на одну ступень.
  4. Движение задним ходом обозначается «R». Выбрав этот режим, можно ехать назад.
  5. На некоторых РКПП возможно наличие режимов «зимний» и «спортивный».

Есть также и свои особенности при езде, к которым водитель должен привыкнуть, иначе будет попадать в неприятные ситуации.

  1. Езда в автоматическом режиме подразумевает дороги с хорошим твердым покрытием. Заехав летом в грязь, а зимой в рыхлый глубокий снег, рискуете забуксовать. Алгоритм станет выдавать ошибочные команды, и передачи будут включаться некорректно. Такие ситуации повышают износ деталей и механизмов, что увеличивает риск поломок.
  2. Педаль газа нужно нажимать плавно, ни в коем случае нельзя ее давить в пол. Нужно следить за оборотами двигателя, фиксируя моменты переключения скоростей, и избегать перегазовки.
  3. Если на авто отсутствует функция помощи при трогании в подъем, нужно поступать так же, как при пользовании ручной КПП, — использовать стояночный тормоз для предотвращения отката назад.
  4. При длительных остановках (больше 60 секунд) на запрещающий сигнал светофора или в пробке нужно переключать селектор в положение «нейтраль».
  5. Для длительной остановки на парковке сначала переводят селектор в «нейтраль», затем включают стояночный тормоз, после чего отпускают педаль тормоза и глушат двигатель.
  6. Каждый производитель указывает, с какой частотой по пробегу нужно проводить перекалибровку ЭБУ (ее еще называют инициализацией или обучением). Это нужно делать из-за износа диска сцепления. Следует проводить процедуру каждые 10000-15000 км.
  7. Зимой, при низких температурах воздуха, прогрев коробки занимает ровно столько времени, сколько его потребуется на прогрев двигателя.

Основные отличия РКПП от АКПП

Но из-за того, что конструктивно это разные механизмы, в эксплуатации и обслуживании они отличаются друг от друга:

  1. В АКПП частью рабочего механизма является жидкость ATF. В РКПП для смазки механических узлов присутствует масло, но его в несколько раз меньше по объему. Кроме того, его надо гораздо реже менять.
  2. Автомобиль с роботом динамичнее в движении и потребляет меньше топлива. Потому что масса и габариты автомата превосходят те же показатели у робота, а переключения скоростей в РКПП происходят быстрее.
  3. На машине с АКПП ездить гораздо комфортнее, потому что передачи переключаются плавно, а роботизированная коробка не может так гасить рывки.
  4. Износ фрикционов идет медленнее, чем стирание диска сцепления.
  5. На роботизированной коробке можно переключиться на ручное управление. Оно не полное, потому что переключение производится только на одно положение и нельзя перейти, например, со 2 сразу на 4. Но автомат не дает водителю и такой возможности.

Плюсы и минусы

Широкое распространение роботизированные коробки передач получили благодаря своим достоинствам. Однако у них есть и недостатки, о которых лучше знать до покупки автомобиля, чтобы быть к ним готовым.

  1. Время разгона до 100 км/ч при аналогичности других параметров почти не отличается от времени разгона на ручной коробке.
  2. Расход топлива сопоставим с расходом на автомобилях с РКПП и до 30% ниже, чем на моделях с автоматическими коробками.
  3. Диск сцепления изнашивается медленнее, чем при ручном переключении.
  4. Робот работает аккуратнее человека, поэтому валы и шестерни коробки будут изнашиваться меньше, а служить дольше, чем в ручной механике.
  5. Стоимость ремонта и обслуживания в среднем ниже, чем у АКПП.
  1. Во время движения при включении скоростей могут ощущаться рывки и дерганье.
  2. Алгоритм, заложенный в ЭБУ, не обладает реакцией человека на ситуации, возникающие во время движения. Поэтому могут возникать ошибки, когда необходимо экстренно разогнаться или затормозить.
  3. Роботу для принятия решения нужны более «длинные» передачи, а для сохранения динамики при этом необходим более мощный двигатель.
  4. Если нет системы помощи при подъеме, то во время начала движения «в гору» возможен откат автомобиля назад.
  5. Невозможность «прошивки» блока управления. Алгоритм переключения передач — это разработка производителя, которая корректировке не подлежит.
  6. Движение в пробках плохо сказывается на узлах и механизмах коробки, приводя их к раннему разрушению.

Признаки неисправности

Как и любой механизм, роботизированная коробка подвержена износу во время работы и может ломаться. Неисправности делятся на механические и блока управления. Каждая имеет свои проявления.

Признаки механических поломок:

  • пробуксовка во время движения по ровному твердому дорожному полотну говорит об износе диска сцепления;
  • если не переключаются передачи, это может говорить о поломке актуаторов;
  • посторонние шумы во время движения могут быть вызваны целым рядом причин, и для выявления поломки следует провести диагностику узлов и механизмов;
  • усиление рывков во время переключения передач может происходить из-за износа и разрушения зубчатых соединений на валах коробки, износа вилок выбора шестеренок;
  • загоревшаяся лампа Check Engine на панели приборов говорит о необходимости компьютерной диагностики.

Признаки ошибок в ЭБУ:

  • сбивается режим работы робота, переключения передач происходят некорректно и не вовремя;
  • рывки во время включения передач становятся сильнее;
  • при выборе селектором положения движения вперед или назад машина не едет;
  • загорается контрольная лампочка Check Engine.

Чтобы разобраться, из-за чего возникли неприятности, нужно провести правильную диагностику с применением специального оборудования.

Актуальность коробки в России

Автомобили с коробками-роботами у наших автолюбителей пользуются хорошим спросом. Опросы показывают, что доля россиян, готовых купить авто с РКПП, колеблется в пределах 15-20%. При этом надо отметить, что доля желающих пользоваться классическим автоматом все же в 2 раза выше.

В крупных городах платежеспособные слои населения выбирают АКПП из-за более комфортной езды и гораздо меньших проблем, связанных с эксплуатацией в условиях частых пробок на дорогах. Притом цены на автомат и хороший преселективный агрегат находятся на одном уровне. Но, если цена на горючее будет продолжать расти, многие предпочтут авто с РКПП (как более дешевый в эксплуатации), особенно когда поездки не ограничиваются маршрутом работа-дом.

kotovskiy163rus › Блог › Роботизированная коробка передач (РКПП)

Итак, что такое роботизированная коробка передач и какое ее назначение? Роботизированная КПП, как и все предыдущие варианты, имеет следующее предназначение: прием, передача, преобразование крутящего момента с последующей передачей его к ведущим колесам автомобиля. Для человека несведущего, слово роботизированная вносит некую неясность, а именно – как робот переключает передачи. Если ответить с юмором, то в коробке не сидит дядя робот и не переключает своими железными руками рычаг управления передачами. Вместо дяди робота есть умная автоматика управления и необходимое количество исполнительных устройств. Но обо всем по порядку…
Условно РКПП (роботизированная коробка передач) состоит из «простой» механической коробки передач, устройств выжима сцепления и переключения передач (актуаторов), микропроцессорной системы управления и внешних датчиков. Можно ли считать РКПП неким вариантом АКПП? Сразу отметим – нет! Принцип построения «робота» ближе к «механике», с автоматическим управлением. Единственное сходство с автоматической коробкой передач это наличие сцепления в корпусе коробки, а не на маховике как в механике. И в современных коробках находится два сцепления, для чего это нужно расскажем ниже.

Теперь о компонентах и узлах:
РКПП – узел, собранный по принципу МКПП, но имеющий два ведущих вала, которые находятся друг в друге, т.е. внешний вал имеет внутреннюю полость, в который вставляется внутренний первичный вал. На внешнем валу находятся шестерни привода второй, четвертой и шестой передачи, для шести ступенчатой коробки. Соответственно на внутреннем валу имеются шестерни пары первой, третьей, пятой и задней передачи. Каждый из валов имеет свое сцепление.
Актуаторы – это электрические или гидравлические сервоприводы, которые предназначены для механического передвижения синхронизаторов коробки передач и включениявыключения сцеплений. Электрический актуатор представляет собой электродвигатель с редуктором, а гидравлический — это простой гидроцилиндр, у которого шток связан с нужным синхронизатором.
Микропроцессорный блок управления (МБУ) – основной узел сердцем, которого является довольно мощный процессор. К процессору через буферные порты подключены внешние датчики от двигателя внутреннего сгорания, систем ESP, ABS и др. Обычно блок управления коробкой совмещен с бортовым компьютером. Для хранения данных о том, что должна выполнять коробка передач при поступлении той или иной информации от датчиков, применяется ПЗУ, в которое и заливается алгоритм работы, в народе именуемой прошивкой.
Рассмотрим принцип работы. В начале движения, как и у МКПП, должно плавно включиться сцепление. За это отвечает актуатор сцепления, который по команде МБУ медленно вращает редуктор. Сигнал на начало движения дает водитель, включив рычажок переключателя. Включается первое сцепление внутреннего первичного вала, одновременно актуатор синхронизатора подводит его к шестерне первой передачи, далее идет блокировка шестерни на валу, которая приводит в действие шестерню вторичного вала. Автомобиль тронулся с места, но водитель продолжает нажимать педаль акселератора… Сколько нужно времени, что бы включилась вторая передача, не повредив шестерни, синхронизаторы и прочее? Наверное, продолжительное. Именно первые роботы и страдали провалами между переключениями, потому, что электронике так же надо подумать, что бы ни сломать себя. Вот именно для сокращения времени переключения и было введено в конструкцию коробки второе сцепление и второй вал. Весь алгоритм работы сводится к тому, что пока работает первая передача, уже ждет включения вторая и как только МБУ даст команду, включается второе сцепление, внешний первичный вал и вторая передача. Далее по накатанной, – ждет сигнал третья передача и т.д. Время переключения сокращается до минимума, даже водитель не сможет так быстро переключить МКПП
МБУ выдает сигналы, анализируя поступившие данные с внешних датчиков. При уменьшении скорости движения или увеличении нагрузки, например, подъем в гору, МБУ переключает в обратной последовательности передачи.

А как же быть, если нужна только пониженная передача, например, для преодоления препятствий? Для этого на МБУ водитель подает сигнал к отмене дальнейших передач после первой. Для езды задним ходом, так же в блок управления подается команда, при которой актуатор приводит в действие внутренний первичный вал и шестерню заднего хода.

Современные коробки-роботы это концепция, разработанная в 80-х, но с применением новейших разработок улучшающих работу коробки. Каждый производитель старается внести что-то новое и зарегистрировать свой товарный знак.
Например Ricardo на свой Eаsytronic начала устанавливать один многофункциональный актуатор, что поспособствовало уменьшению габаритных размеров робота.

Volkswagen начал массово устанавливать на свои автомобили КПП робот под аббревиатурой S-tronic, (коробка прямого включения), что характерно, были разработаны варианты и для заднеприводных авто.
Свои разработки улучшающие работу коробок-роботов имеются во многих компаниях (Ford, Fiat, Mitsubishi, BMW).

Устройство и принцип работы роботизированной КПП с одним сцеплением

Роботизированная коробка передач с одним сцеплением представляет собой некий гибрид автоматической КПП и механики. То есть в основе робота лежит обычная механическая коробка передач, но вот управляется она автоматически, без участия водителя. Для того, чтобы понять, действительно ли робот сочетает в себе достоинства автомата и механики, познакомимся с его устройством и принципом работы. Выявим преимущества и недостатки коробки, а также ее отличия от других видов КПП.

Что такое роботизированная 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.

Почти у каждого автопроизводителя есть свои разработки в области роботизированных КПП. Вот их список:

ПроизводительНазваниеПроизводительНазвание
RenaultQuickshiftToyotaMultiMode
Peugeout2-TronicHondai-Shift
MitsubishiAllshiftAudiR-Tronic
OpelEasytronicBMWSMG
FordDurashift/PowershiftVolkswagenDSG
FiatDualogicVolvoPowershift
Alfa RomeoSelespeed

Устройство и принцип работы роботизированной КПП с одним сцеплением

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.

Преимущества и недостатки роботизированной АКПП в сравнении с другими видами коробок передач

Изначально коробка-робот создавалась для того, чтобы объединить в себе все достоинства коробки-автомат и механической трансмиссии. В первую очередь, сюда относятся комфорт АКПП и надежность с экономичностью механики. Для того, чтобы определить, удалась ли задумка разработчикам, сравним по основным параметрам робота с АКПП и робота с механической трансмиссией.

Робот и автомат

Сравнительную характеристику между двумя коробками передач представим в виде таблицы. За основу сравнения возьмем ряд параметров.

ПараметрРоботАвтомат
Конструкция устройстваПрощеСложнее
Эксплуатация и ремонтДешевлеДороже
Потребление масла и топливаМеньшеБольше
Динамика разгона автомобиляЛучшеХуже
Вес коробкиМеньшеБольше
КПДВышеНиже
Поведение машины при переключении передачРывки, «эффект задумчивости»Плавное движение без рывков
Возможность отката автомобиля на уклонеЕстьНет
Ресурс двигателя и сцепленияМеньшеБольше
Управление автомобилемСложнееПроще
Необходимость переключения рычага в нейтральное положение при остановкеДаНет

Итак, что мы имеем: роботизированная КПП более экономична по всем параметрам, но в плане комфорта для водителя все же выигрывает автомат. Таким образом, главное достоинство автоматической коробки передач (комфорт при движении) робот не перенял, по крайней мере, рассматриваемая нами коробка с одним сцеплением.

Посмотрим, как обстоят дела у механики и перенял ли робот все ее достоинства.

Робот и механическая коробка передач

Теперь сравним робот с МКПП.

ПараметрРоботМКПП
Стоимость коробки и ее обслуживаниеДорожеДешевле
Рывки при переключении передачМеньшеБольше
Расход топливаЧуть меньшеЧуть больше
Ресурс сцепления (зависит от конкретной модели)БольшеМеньше
НадежностьМеньшеБольше
КомфортБольшеМеньше
КонструкцияСложнееПроще

Какой вывод можно сделать здесь? Робот комфортнее механики, чуть экономичнее, но стоимость самой коробки выйдет дороже. МКПП все-таки остается надежнее робота. Конечно, автомат здесь уступает роботу, но, с другой стороны, еще неизвестно, как поведет себя роботизированная трансмиссия в тяжелых дорожных условиях – чего нельзя сказать о механике.

Подведем итог

Роботизированная коробка передач, несомненно, претендует на звание одного из лучших типов трансмиссий. Комфорт, экономичность и надежность – три основных показателя, которыми должна обладать любая КПП. Идея объединить все эти характеристики в одной коробке позволит водителю наслаждаться комфортным движением и не беспокоиться о том, что машина может подвести в непредсказуемых ситуациях. Чтобы этого добиться, необходимо работать над улучшением роботизированной трансмиссии, так как на данный момент она еще далека от совершенства.

Роботизированная коробка передач: устройство, неисправности, обслуживание

Роботизированная коробка передач, иначе называемая коробкой-роботом, уже перестала быть технологической новинкой. По факту, она представляет собой доработанную механическую коробку передач, в которой переключение скоростей осуществляется в автоматическом режиме. Такой агрегат сегодня представляет интерес для все большего числа автолюбителей, так что Avto.pro решил разобраться в достоинствах и недостатках этого агрегата, а также разобраться в его устройстве, основных неисправностях, а также особенностях эксплуатации и обслуживания.

Важные моменты

Роботизированная коробка переключения передач (сокр. РКПП) представляет собой обычную механическую КП, дополненную устройствами выжима сцепления, а также механизмами выбора и переключения скоростей. Подобные устройства и механизмы называют актуаторами. Например, устройство, ответственное за выжим сцепления, называют актуатором сцепления. РКПП нельзя было бы назвать роботизированной, если бы она не работала в тандеме с электроникой. И действительно: за контролем работы агрегата «следит» автомобильный ЭБУ и несколько специальных датчиков. Итого имеем:

  • РКПП сильно напоминают МКПП;
  • Агрегат оснащен актуаторами, которые берут на себя задачу включения передач, выжима сцепления;
  • В тандеме с коробкой передач работает электроника (датчики, ЭБУ).

Для того чтобы разбираться с устройством РКПП дальше, предлагаем вспомнить, как устроена обычная «механика». Ее основой является пара валов: ведущий (первичный) и ведомый (вторичный). Крутящий момент от работающего двигателя передается ведущему валу посредством механизма сцепления . В свою очередь, ведомый вал отвечает за передачу преобразованного крутящего момент ведущим колесам транспортного средства. На обоих валах находятся попарно сцепленные шестерни, однако на ведущем валу они закреплены жестко, тем как на вторичном валу они могут свободно вращаться. К примеру, на нейтральной передаче вторичные шестерни могут прокручиваться на валу свободно, не передавая момент на колеса.

Включая передачу, водитель должен выжать сцепления. Таким образом первичный вал отсоединяется от двигателя. Теперь дело за рычагом переключения передач. Через систему тяг усилие от рычага передается механизмам, называемым синхронизаторами. Именно синхронизаторы жестко блокируют вторичную шестерню выбранной передачи на валу. Это и есть выбор передачи, т.е. выбор коэффициента преобразования крутящего момента, который будет передаваться главной передаче и колесам автомобиля. Роботизированная коробка передач работает по тому же принципу . Вопрос лишь в том, как реализован выбор передачи.

Подробнее об устройстве и работе

В качестве примера возьмем 6-ступенчатую РКПП. Как уже было указано выше, она будет сильно напоминать механическую коробку передач , дополненную актуаторами. Самые современные модели таких коробок передач будут иметь сразу два ведущих вала – один из них имеет полость, внутри которой вращается второй вал. Внешний вал посредством шестерней связан со 2-,4-, а также 6-й передачей. На внутреннем валу располагаются шестерни оставшихся трех передач, плюс передачи заднего хода. Это т.н. двойное сцеплениие, а сама коробка передач называется преселективной.

Запчасти на nissan primera

Запчасти на audi 50

Вернемся немного назад и рассмотрим актуаторы. По факту они являются лишь исполнительными устройствами, отвечающими за работу сцепления в автоматическом режиме. То, что человек делал вручную, теперь делают именно актуаторы. Управляет исполнительными устройствами электронный блок управления автомобиля – прямо как это делал бы человек, выбирая время переключения передачи. Сам привод сцепления и передач при этом может быть:

  1. Электрическим. Основой такого привода являются сервомеханизмы, хотя в некоторых случаях он имеет гидромеханический блок, перемещающий механизм сцепления;
  2. Гидравлическим. Основой являются гидроцилиндры, управляемые через электромагнитные клапаны.

Система электронного управления , получающая данные от датчиков, как бы следит за состоянием роботизированной коробки передач. Они учитывает такие показатели ее работы: положение селектора, количество вращений, температурный режим масла и давления. Последние два параметра являются опциональными – ЭБУ учитывает их лишь в коробках-роботах с гидравлическим приводом актуаторов . В ЭБУ записаны алгоритмы, которые учитывают также текущие параметры работы двигателя, ABS- и EPS-систем и т.д. Исходя из целого набора параметров, управляющий блок дает команды актуаторам. А именно:

  1. Первый актуатор выжимает сцепления;
  2. Второй начинает перемещать синхронизатор и выбирает нужную передачу;
  3. Первый начинает отпускать сцепление.

Читатель мог догадаться, что появление двойного сцепления связано с тем, что наиболее простые РКПП меняли передачи слишком медленно. Более современные агрегаты практически полностью лишены этого недостатка. В зависимости от выбранной передачи, один из их валов вращается вхолостую, тем временем как второй вал берет на себя преобразование и передачу крутящего момента. Модель DSG от Volkswagen может переключить скорость за 0,1 секунду. Однако за скорость переключения передач пока что приходится платить пусть и незначительной, но все же потерей надежности.

Преимущества и недостатки коробок-роботов

Коробки-роботы появились относительно недавно, однако они быстро стали популярными. Автолюбители оценили удобство и комфорт, которые они обеспечивают. Любители автоспорта обратили внимание на наиболее совершенные роботы, которые могли переключать передачи за доли секунд . Разумеется, у таких агрегатов есть и своим минусы, но начнем, пожалуй, с плюсов:

  • Роботизированные коробки передач довольно надежны – в их основе лежит механическая коробка передач, которая надежнее вариаторов и даже «автоматов»;
  • Число передач в роботах соответствует числу передач в механических коробках передач;
  • Агрегат достаточно дешев в ремонте;
  • Трансмиссия с роботизированной коробкой передач имеет значительный эксплуатационный ресурс – ресурс сцепления у нее на 40% больше, чем у «механики»;
  • В агрегате легко реализовать функцию ручного переключения передач;
  • Агрегат повышает топливную экономичность транспорта.

Может показаться, что роботы лишены недостатков. Это не совсем так, однако нельзя не отметить, что они становятся все более популярными и востребованными, в отличие от тех же вариаторов . Кстати, от последних роботизированные агрегаты отличаются еще и универсальностью. Вариаторы обычно устанавливают на легковушки, – у них есть определенные ограничения по мощности – тем временем как коробками-роботами можно оснастить практически любой транспорт. Если говорить о минусах, то РКПП не может похвастать:

  • Слегка замедленным переключением скоростей и общей «вялостью» трансмиссии (проблема зачастую кроется в несовершенной программной части);
  • Некоторые модели агрегатов плохо показывают себя при стартах с места, а иногда и при переключении передач (также проблема программной части);
  • Многие модели коробок-роботов нельзя перепрограммировать;
  • В некоторых условиях водителю нужно переходить на ручное переключение передач.

Как можно видеть, недостатков у роботизированных агрегатов не так уж много. Много негатива такие коробки передач собрали еще в те годы, когда ими стали массово оснащать легковой транспорт. Мнения автолюбителей были оснащены автоконцернами, так что сегодня роботов можно смело назвать следующим этапом развития механических коробок передач . Сегодня на дорогах много автомобилей с РКПП, программную часть которых нельзя изменить, однако современных роботов перепрошить можно.

Характерные неисправности

Часто можно слышать, что роботизированные коробки передач крайне ненадежны. Первые модели таких агрегатов и впрямь выходили из строя довольно часто, однако более новые модели немногим уступают традиционным МКПП и АКПП в живучести и работоспособности. В пользу коробок-роботов говорит и тот факт, что они находят все более широкую популярность в автомобилестроении. Однако об их характерных неисправностях стоит поговорить. К основным признакам неисправностей относят:

  • Пробуксовку сцепления;
  • Слишком медленную реакцию на увеличение оборотов силового агрегата;
  • Появление звуковых шумов (стук, жужжание или вой);
  • Работа светового индикатора на приборной панели;
  • Рывки при автоматическом переключении передач во время плавного движения;
  • Подтекание трансмиссионной жидкости;
  • Полный выход трансмиссии из строя.

Как читатель уже знает, коробки-автоматы по своей сути являются доработанной «механикой», а значит, для них характерны те же неисправности, что и для обычных МКПП. В частности:

  • Износ вилки выбора скорости;
  • Износ подшипников качения.

Электрические компоненты РКПП также могут выйти из строя. Несмотря на то, что в роботизированных агрегатах практически вся электрика имеет большой эксплуатационный ресурс , поломки не являются редкостью. Особенно если речь идет об РКПП морально устаревших моделей. Можно отметить такие неисправности:

  • Выгорание контактов электроприводов;
  • Повреждение проводки;
  • Выход датчиков из строя;
  • Выгорание контактных групп;
  • Неисправность блока управления.

Как правило, электрика выходит из строя по причине перегрева. Автолюбителю важно следить за работоспособностью охлаждающей системы. К примеру, каналы системы могут забиться – это приведет к затрудненному току охлаждающей жидкости с последующим перегревом отдельных элементов РКПП. Также стоит следить за состоянием масла. Оно не только предотвращает сухое трение, но я забирает и отводит излишки тепла.

Коротко об обслуживании

Для бесперебойной работы коробки-робота ее необходимо периодически обслуживать. Эксперты отмечают, что РКПП стоит обслуживать не менее одного раза каждые 50 тыс. км. пробега. При этом строго рекомендована чистка контактов или же их замена в случае необходимости. Тоже касается замены охлаждающей жидкости. Все необходимые расходники можно найти в обычном магазине автохимии или же в онлайн-магазине. Хоть они и могут обойтись недешево, мы заостряем внимание читателей: роботизированные агрегаты требовательны к качеству обслуживания и на нем нельзя экономить – это может вылиться в поломку, с устранением которой можно влететь в копеечку.

При замене масла рекомендуется провести т.н. адаптацию точки захвата сцепления. Адаптация позволит решить проблему несвоевременного срабатывания «робота», а также позволит эксплуатировать изношенные элементы сцепления чуть дольше. После адаптации пользование автомобилем становится намного более комфортном – это отмечает все владельцы транспорта с роботизированной коробкой передач. Отметим, что если трансмиссия начала издавать писк в ходе работы, адаптация вряд ли поможет . В этом случае стоит обращаться на СТО для диагностики. С высокой вероятностью потребуется замена комплектующих сцепления.

Вывод

Роботизированные коробки передач становятся все более популярными. Многие иностранные автоконцерны оснащают ими модели собственного транспорта в одной из его комплектаций. По тому же пути идет, например, «Автоваз», выпустивший Lada Granta с РКПП. Причин такой популярности у роботов много. Это и комфортность, и простота в управления, и топливная экономичность. Наиболее современные модели агрегатов переключают передачи очень быстро и даже поддаются перепрограммированию. В сравнении с первыми моделями, современные роботы сильно шагнули вперед и стали главным конкурентом хорошо известной и испытанной временем «механики».

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector