Роботизированная коробка передач что это такое
Роботизированная коробка передач (РКПП) очень эффективна | Все про авто
Помимо коробок автоматической и механической существуют и другие виды не менее используемые в автомобилях. Таковой является и роботизированная коробка передач. В простонародье ее чаще называют коробка-робот. В данном устройстве соединены механические и автоматические функции под одним корпусом. В частности в РКПП автоматизированы функции переключения передач и выключения работы сцепления.
Таким образом, эта механическая коробка, получив «информацию» от водителя, и в зависимости от условий движения, начинает автоматизировано управляться с помощью специального электронного блока. Эта коробка передач вобрала в себя лучшие показатели работы автоматической и механической коробок, в том числе экономное расходование топлива, удобство в управлении и надежность в работе.
К тому же у роботизированной коробки цена более доступна, чем у автоматического аналога. В последнее время такая коробка пользуется огромной популярностью не только у производителей, но и у водителей авто.
Конструкция РКПП
Такую коробку еще называют полуавтоматом. И хотя, роботизированные коробки передач отличны в своем устройстве, можно выделить их основные элементы. Это наличие МКПП, сцепления, привода к нему, самих передач и блока управления. Основой устройства РКПП является механическая коробка передач.
Привод у коробки передач гидравлический или электрический. Электрический привод основан на работе сервомеханизмов. А в гидравлическом приводе ведущую роль играют гидроцилиндры. В первом случае имеем никое энергопотребление и меньшую скорость работы. Во втором случае необходимо поддерживать заданную величину давления, поэтому возрастают энергозатраты.
Роботизированная КПП с электрическим приводом используется в бюджетных моделях авто, а с гидравлическим приводом – в дорогих автомобилях и даже спортивных авто. И это вполне закономерно. Ведь при использовании гидравлического привода замечена высокая скорость переключения передач. Система управления РКПП является электронной и управляет датчиками и прочими устройствами.
Реализация работы РКПП
В Ferrari California стоит семиступенчатая роботизированная коробка “F1 DCT”
В автомобиле рычаг переключения скоростей расположен рядом с рычагом МКПП, но переключение производится вперед и назад. А в спортивных автомобилях рычаг скоростей заменен двумя педалями. При нажатии одной из них скорость увеличивается, а при нажатии другой – уменьшается.
Принцип работы роботизированной коробки передач не сложен, сочетает в себе механику и автоматику. Как только произошло переключение передач и нажатие педали газа, происходит передача сигнала к блоку управления. Коробка передач начинает давать данные о необходимой скорости движения и действующей скорости. В свою очередь, блок подбирает оптимальное значение скорости и нужный момент, когда ее необходимо переключить.
Благодаря этому происходит синхронная работа всех элементов устройства. Именно системный блок управляет работой гидромеханики, а именно, смыкает и размыкает сцепление. Весь этот процесс незаметен водителю, так как все процессы совпадают с передвижением ручки переключения скоростей.
Так как электроника быстро реагирует на действия водителя и дорожные условия, то сцепление проводится автоматически без его участия. Чтобы осуществить парковку, выбрать задний ход или нейтральную трансмиссию, необходимо нажать обе педали, а затем выбрать нужное положение ручки соответственно выбранному варианту.
Сцепление в авто, оборудованном РКПП, в основном необходимо для начала движения транспортного средства. Чтобы добиться быстрого изменения скорости, необходимо перестать нажимать педаль газа и поставить ручку передачи скоростей в нужное положение.
Устройство и схема РКПП
РКПП состоит из определенных компонентов. Условно схема роботизированной коробки передач выглядит следующим образом. Обычная механическая КПП, актуаторы, система управления и внешние датчики. Стоит отметить, что работа РКПП совсем не похожа на работу автоматической коробки. Ее больше можно сравнить с работой механики с элементами автоматики.
Рекомендуемая статья: Делаем шпаклевку автомобиля своими руками
Рассмотрим подробнее устройство роботизированной коробки передач. У нее имеется два ведущих вала, один находится в полости другого. На внешнем валу имеются шестерни для четных передач, а на внутреннем валу – для нечетных. Оба вала имеют сцепление. Актуаторами называют электрические и гидравлические приводы, рассмотренные подробно выше.
Основной элемент РКПП – блок управления, оснащенный мощным процессором. Внешние датчики подключаются к нему через специальные порты. Также чаще всего автомобили оснащены бортовыми компьютерами, которые также подключаются к системе управления. Система управления имеет память и определенные алгоритмы работы, которые успешно обрабатывают, поступающие на них сигналы и управляют коробкой передач и переключением скоростей.
А вот видео о том, как правильно использовать коробку-робот:
Alex S Октябрь 29th, 2013
Опубликовано в: Полезные советы и устройство авто
Метки: Как устроен автомобиль
avto-all.com
Роботизированная коробка передач – принцип работы РКПП
Для того, чтобы понять принцип работы роботизированной КПП, необходимо вспомнить, как устроена и функционирует обычная механическая коробка передач. В обзоре - принцип работы коробки робот, минусы и особенности эксплуатации автомобилей с РКПП.
Итак, базируется традиционная МКПП на двух валах, один из которых ведущий, или первичный, а второй – ведомый (вторичный). От двигателя с помощью механизма сцепления происходит передача крутящего момента на ведущий вал. Далее момент преобразуется и с ведомого вала поступает на управляемые колеса. На обоих валах есть шестерни, которые попарно находятся в зацеплении, только на ведущем валу они закреплены плотно, а на ведомом могут вращаться свободно. В нейтральном положении все шестерни вторичного вала свободно прокручиваются на нем, то есть передачи крутящего момента на колеса не происходит. Чтобы включить передачу, водитель сначала выжимает педаль сцепления. В это время происходит отсоединение первичного вала от двигателя. Далее, при движении рычага коробки передач через систему тяг на ведомом валу начинают перемещаться специальные синхронизаторы. Приблизившись ко вторичной шестерне нужной передачи, муфта синхронизатора жестко фиксирует ее на валу. Когда сцепление включено, крутящий момент определенной величины передается на вторичный вал, от которого потом идет дальше, на главную передачу и на ведущие колеса. Часто для того, чтобы сократить длину коробки, ведомый вал разделяют на две части, между которыми и распределяют все ведомые шестерни.
Роботизированная коробка передач работает по такому же принципу. Особенность принципа работы РКПП только в том, что включение и выключение сцепления, а также выбор и переключение нужной передачи осуществляют специальные актуаторы (сервоприводы). Наиболее распространены электрические шаговые моторы, имеющие редуктор и исполнительный механизм. Но бывают коробки, оборудованные гидравлическими актуаторами. Управление актуатором осуществляется с помощью электронного блока. После дачи команды на включение или смену передачи, первый актуатор выжимает сцепление, а второй переставляет синхронизаторы на нужную передачу. После этого сцепление плавно отпускается первым актуатором. Как видно, в салоне автомобиля с коробкой роботом даже не нужна педаль сцепления – система делает все сама. При этом команда на переключение передачи может даваться как автоматически (с помощью компьютера, самостоятельно определяющего нужный момент по показаниям приборов и датчиков), так и вручную (водителем при помощи специального селектора или рычага).
Главный минус роботизированной коробки передач в том, что нет обратной связи в сцеплении. Особенность коробки робот заключается в том, как ездить с ее помощью. Управляя обычной механикой, человек способен чувствовать скорость и момент, когда нужно переключить передачу, и делает это быстро, и в то же время плавно. Автоматике же приходится, ради избежания рывков, надолго разъединять передаваемый от двигателя к колесам поток мощности, что вызывает определенные «провалы» при разгоне. Единственным эффективным решением такой проблемы может стать сокращение отрезков времени при переключениях, но это приведет к значительному увеличению стоимости всей системы.
В этом плане переломным решением стало появление в 80-х коробки передач, имеющей два сцепления DCT, что расшифровывается как dual clutch transmission. Принципы, на которых она функционирует, можно рассмотреть на примере 6-скоростной DSG-трансмиссии от Фольксваген. Этот концерн стал первым, кто начал массово использовать преселективные коробки на передне- и заднеприводных моделях с поперечно и продольно расположенными двигателями. Обозначение DSG — direct shift gearbox, или коробка прямого включения, уже стало использоваться как нарицательное для обозначения коробок, имеющих два сцепления, хотя это всего лишь бренд.
Такая коробка имеет два ведомых вала с находящимися на них шестернями, а также синхронизаторами, всё, как и у механики VW Golf с 6 ступенями. Однако особенность в том, что и ведущих валов у этой коробки тоже два, вдетых друг в друга как матрешки. Каждый из них имеет соединение с двигателем с помощью своего отдельного многодискового сцепления. На том валу, который находится снаружи, закреплены колеса-шестерни четных передач – второй, четвертой и шестой. Соответственно, на внутреннем – шестерни первой, третьей и пятой, а также задней передачи.
Например, автомобиль начинает движение и разгон. Вначале муфтой синхронизатора блокируется шестерня первой передачи, и она включается. Первое сцепление замыкается, происходит передача крутящего момента через внутренний ведущий вал на колеса, и машина начинает ехать. Одновременно с активизацией первой передачи система начинает прогнозировать переключение на вторую передачу и блокирует ее шестерню. Поэтому такие коробки и носят название преселективных. Получается, что обе передачи включены одновременно. При этом нет никакого заклинивания, потому что шестерня второй передачи расположена на наружном валу, а его сцепление пока выключено. Когда разгон уже увеличен и система будет повышать передачу, выключается первое сцепление и вместе с тем происходит смыкание второго. Теперь крутящий момент уже передается через наружный ведущий вал и пару второй передачи. В это же время на том валу, что внутри, выбирается третья передача, и так далее.
Когда автомобилю нужно замедлиться, то все это происходит наоборот. При этом все переходы происходят очень быстро и без разрывов мощности. Переключение передач коробки VW Golf происходит всего за 8 миллисекунд. Даже на Ferrari Enzo для этого требуется 150 мс!
Итак, коробки передач с двумя сцеплениями гораздо более экономичны и работают оперативнее, чем механика. Основной минус РКПП – их высокая цена. Еще недостатком можно считать то, что они не способны к передаче большой величины крутящего момента. Но эта проблема была решена, когда появились DSG от компании Ricardo в мощной, быстрой и дорогой модели Bugatti Veyron.
На сегодняшний день роботизированные коробки передач (DCT-коробки) есть не только у моделей Volkswagen, но также у новых моделей Тойота, Пежо, Ситроен, Опель, Форд, БМВ, Фиат, Митсубиси. Преселективные трансмиссии начали использовать даже в Porsche, а уж специалисты этого концерна точно знают толк в качественных технологиях. По прогнозам многих аналитиков, в недалеком будущем трансмиссии DCT и вариаторы станут самыми востребованными, а педаль сцепления вообще исчезнет, потому что человек всегда стремится пользоваться тем, что ему наиболее удобно.
povozcar.ru
Роботизированная коробка передач
Бытует такое мнение, что движение прогресса происходит за счёт ничего иного, как человеческой лени, и это вполне жизнеспособное утверждение. Вы так не считаете? Вот поэтому автомобильный инжиниринг идёт на поводу людских пороков, что явно просматривается в салоне автомобиля: там где раньше было три педали, стало две – газ и тормоз.
Роботизированная коробка передач или как в простонародии среди автомобилистов её ещё называют «робот», не что иное как механическая КПП, в которой за переключение передач и выключение сцепления отвечает электроника, то есть эти функции полностью автоматизированы.
Такое название призвано свидетельствовать о том, что водитель автомобиля и сложившиеся дорожные условия предоставляют лишь входную информацию, а далее уже система управления руководит работой роботизированной коробки передач сама через электронный блок управления, который действует по определённому заданному алгоритму.
Робот впитал в себя все положительные стороны механической и автоматической коробок передач. Комфорт автомата и надёжность в совокупности с экономичностью топлива механики. При всём этом роботизированная КПП гораздо доступнее в ценовом сегменте чем классика автоматической коробки передач. Сегодня большинство ведущих автомобильных производителей оборудуют автомобили, выходящие с конвейера, роботизированными КПП, ставя их на все модели от бюджетных до премиальных.
Принцип работы
Принцип работы предельно прост. Можно выразиться так, что это обычная механическая КПП, но с некоторыми облегчающими и помогающими автоматическими системами. Эти системы включают и выключают сцепление и переключают передачи в правильной последовательности вниз или вверх, интеллектуально выбирая когда нужно сделать правильный переход на ступень. Даже работа роботизированной коробки такая же по своему принципу, как и у механики.
Но без определённых отличий здесь, конечно же не обойтись. И самое главное из них – это наличие актуаторов. Понятнее говоря, за работу сцепления в роботе отвечают сервоприводы.Актуаторы управляются посылами с электронного блока, а в движение их приводит небольшой электромотор. Вот для примера, Вы, перед тем как начать движение, ставите селектор на первую передачу. ЭБУ сразу же распознаёт задачу и отдаёт команду сервоприводу о том, что нужно выжать сцепление, второй сервопривод помещает нужный синхронизатор в соответствующее положение, таким образом закрепляя первую передачу. После сервопривод плавно отпускает сцепление, а последующее переключение передач происходит аналогичным способом.
Но если Вы пожелаете перевести коробку в полностью автоматический режим, то алгоритм действий будет немного изменён. Команда о смене передач уже будет поступать не от Вас, как от водителя, а от компьютера, который просчитает и учтёт скорость, с какой движется автомобиль, обороты мотора и снимет показания систем безопасности ABS и ESP. В этом случае на водителя будет возложена роль статиста, оперирующего нажатием двух педалей, а за всё остальное можно будет уже не переживать, ибо всю «грязную» работу будут выполнять коробка и электроника.
Проанализировав большинство отзывов водителей роботизированных коробок можно сказать, что наряду с основными достоинствами, присутствуют и недостатки:
«+» - небольшая масса агрегата, экономичность топливного расхода, сравнительно невысокая стоимость.
«-» - плохая приемистость из-за рывков при переключении передач.
Естественно производители знают об этом и прилагают всех усилий для решения данной проблемы. Механические актуаторы были заменены единственным электромагнитным, что повлекло за собой «убийство двух зайцев сразу» - существенно уменьшился размер робота, следовательно и масса и переключение передач стало осуществляться в восемь раз быстрее. Нельзя обойти стороной и появление роботов с двумя сцеплениями. Это нововведение в сфере роботизированных коробок передач повысило скорость работы агрегата и долговечность. За ними и лежит будущее.
Основные преимущества и недостатки
Роботизированная коробка обладает множеством положительных сторон. Мы будем базироваться на отзывах обычных автомобилистов, которые сталкиваются с роботом ежедневно за рулём своих автомобилей. Так как конструкция роботизированной коробки аналогична механической КПП, то надёжность её более высокая чем у автомата или вариатора.
Итак плюсы роботизированной КПП:
- в следствии того, что роботизированная коробка по объёму меньше чем "автомат" или "механика", она потребляет гораздо меньше масла – 3 литра против 6-8 у автомата;
- такой вид трансмиссии широко изучен любым ремонтным сервисом, так как конструкция трансмиссии аналогична привычной всем механике;
- ресурс сцепления на треть превышает другие типы коробок;
- практически все роботизированные коробки оснащены режимом, переключающим её на ручную работу, что придётся по нраву любителям как механики, так и автомата;
- а главным преимуществом, по мнению потребителей, является экономичность данной коробки в плане топливного расхода, который близок к механике.
Минусы роботизированной коробки:
- наиболее обидным в роботах является то, что отсутствует возможность их программирования. Для перепрошивки некоторых роботов придётся полностью менять их ЭБУ;
- роботизированная коробка не радует водителей своей задумчивостью. Приходится часто продумывать моменты перестроения вплоть до долей секунды;
- досаждают частые рывки во время переключения передач. Конечно же это лечится перепрошивкой, но ведь на это можно и закрыть глаза.
Подытоживая, хочется сказать одно: не нужно бояться роботизированных КПП. Анализируя все отзывы владельцев, можно сказать, что роботы не доставят Вам особых хлопот. Базируясь на сказанном, не забудьте прислушаться к себе. Если Вы почувствовали, что это Ваш вариант, то берите и «кайфуйте» в своё удовольствие.
Основные неисправности
Как ни странно, но на первое место следует поставить проблему износа сцепления. Сцепление робота может «лететь» уже на 50 тысячах километров. К тому же это ведёт к тому, что остатками такого износа забиваются другие элементы робота как блок клапанов и мехатроник. Роботизированные коробки настолько «напичканы» различными датчиками приводами, проводкой и различными компонентами электрики и электроники. Именно по этой части зачастую и возникают проблемы.
Всё может начинаться как с обычной потери контакта, так и закончиться поломкой электронного блока управления. В ряде случаев можно отделаться перепрошивкой ЭБУ, но может произойти и такое, что потребуется полностью заменить «мозги» робота.
Большой спектр проблем можно выделить в системе охлаждения коробки робота. Во-первых, из-за того, что охлаждающий радиатор находится в глубине, он обделён в достаточном количестве воздуха. Во-вторых, порой он вынесен на картерную защиту, что требует нередкой очистки от грязи. Некоторые виды роботизированных коробок постоянно адаптируются к износу дисков сцепления, что приводит к новому изучению крутящего момента мотора, обучению заново выжимать сцепление, плавно трогаясь, и переключать передачи.
Но в любом случае, если Вас насторожил какой-либо не свойственный поведению коробки факт: рывки, толчки, вибрации и прочее, рекомендуем пройти диагностику робота. Запомните одну простую истину, что диагностика проблемы на начальном этапе и её скорейшее устранение осуществляется гораздо проще и не так "бьёт по кошельку", как капитальный ремонт всей коробки.
История появления и внедрения в автомобили
Эволюция роботизированных коробок передач перевёрнута буквально с ног да на голову. Самые простые агрегаты на одном сцеплении стали появляться только в этом столетии. Однако ещё в 1935 (Адольф Кегресс) и 1939 (фирма ZF) годах были получены патенты на механические коробки передач, оборудованные двумя дисками сцепления. До сих пор неизвестно вышли эти агрегаты за границы чертежей на бумаге или нет, но один конструктор из Франции ещё в 1934 году предлагал оснастить такой трансмиссией CitroenTractionAvant. Но к сожалению это на тот момент было невозможно выполнить технологически. И эта идея была забыта на полвека.
Возродилась эта идея благодаря действиям спортивных инженеров компании Porsche. В 80-ые годы и была создана Doppelkupplungsgetriebe — механическая коробка, оборудованная двойным сцеплением. Но этот агрегат оказался не достаточно совершенен. Коробка была громоздкой, тяжёлой и не надёжной. Не обрели массовости и коробки, которыми оснащались раллийные автомобили Peugeot 205 и Audi SportQuattro S1. Технологии начала двухтысячных требовали больших финансовых затрат для доведения таких коробок до ума и выпуска их в серийное производство. И снова эта технология забылась, но уже не так надолго, а всего на 10 лет.
Знакомая нам коробка DSG (Direktschaltgetriebe) начала создавать уже в середине 90-ых годов прошлого века компанией Volkswagen. В 2003 году ею оснащался ряд моделей VAG. Многие ведущие автопроизводители проявили интерес к агрегату о двух сцеплениях. Результатом этого стало появление системы DualClutchSystem, которой оснащаются абсолютно разнообразные автомобили от Bugatti Veyron, Ferrari 458 до «китайца» BYD G6.
Отличия от других видов трансмиссий
Механическая коробка
Начнём с самой популярной трансмиссии, то есть механической. Возраст этого ветерана насчитывает уже более века. Но за этот период она изменялась множество раз, дойдя до сегодняшнего времени в лучшем её проявлении. Коробка вместе с двигателем расположены под капотом автомобиля, а между ними находится узел сцепления. При выжимании водителем педали сцепления, происходит механическое разъединение двигателя и коробки передач, в этот момент и выбирается необходимая для включения передача. Рекомендовано производить «разъединение» МКПП и мотора также во время торможения и при парковании.
Расположение двигателя в автомобилях с задним приводом – продольное. МКПП в таком случае состоит из трёх валов: ведущего, промежуточного и ведомого. Автомобили с передним приводом оснащаются поперечным расположением двигателя, а коробка в свою очередь имеет только два вала: входящий и выходящий. Это и приводит к различной работе трансмиссии, но это не влияет на функции, они остаются неизменными.
Коробка автомат
Переключение передач в классическом автомате контролируется гидроблоком, которым в современных автомобилях управляет электроника. Поэтому при помощи АКПП можно использовать различные режимы езды: экономичный, обычный и спортивный. В более «навороченных» автоматических коробках бывает ещё полно всевозможных режимов, которые так и остаются не познанными автомобилистами.
Классические автоматы отличаются хорошей надёжностью настолько, что выдерживают пробег в 400 тысяч километров без особых вмешательств в конструкцию коробки. Главное аккуратно эксплуатировать коробку и не «жечь» её на резких стартах со светофоров, а также вовремя заливать в агрегат качественное масло. Многие современные АКПП позволяют переключать передачи в ручном режиме.
Вариатор
В состав вариатора входит шкивы конусовидной формы, которые направлены друг к другу вершинами, а между ними зажат ремень специальной клиновидной формы. Конусы, попарно двигаясь друг к другу и обратно, изменяют диаметр рабочей поверхности шкивов. При раздвижении конусов, ремень, что обращён рёбрами к ним, провалится в середину шкива и будет огибать его по радиусу меньшего размера. В случае движения конусов навстречу друг другу, огибание шкива ремнём будет происходить наоборот по большему радиусу.
Управление шкивами происходит под строгим контролем гидравлической системы, которая следит за синхронным сближением конусов одного шкива и расхождением в другом. Один шкив располагается на ведущем валу, который идёт от двигателя, а второй прикреплён к ведомому, который идёт уже к колёсам. Благодаря такому расположению шкивов, передаточное отношение налаживается в широчайшем диапазоне.
Что бы осуществить движение назад в автомобиле с вариатором, в нём находится специальный узел, меняющий направление вращения выходного вала. Таким узлом может служить планетарная передача. Помните, что выбор трансмиссии – это Ваше чисто субъективное мнение, как автовладельца и автолюбителя. Проанализируйте. В толкотне пробок лучше подойдут «вариатор» и «автомат». На бездорожье – «механика». Но учиться водить лучше на «механике» или «роботе», тут лучше можно прочувствовать поведение автомобиля и сам двигатель.
Подписывайтесь на наши ленты в Facebook, Вконтакте и Instagram: все самые интересные автомобильные события в одном месте.
Была ли эта статья полезна?auto.today
