Как работает роботизированная коробка передач
Скоро привычную ( — в русской версии) переключения передач заменит селектор с таким вот пазом в виде буквы «зю». И тренировать левую ногу в автомобиле будет уже нечем.
Чтобы ответить на этот вопрос, придётся вспомнить устройство обычной механической коробки передач. Основу классической «механики» составляют два вала — первичный (ведущий) и вторичный (ведомый). На первичный вал через механизм сцепления передаётся крутящий момент от двигателя. Со вторичного вала преобразованный момент идёт на ведущие колёса. И на первичный, и на вторичный валы посажены шестерни, попарно находящиеся в зацеплении. Но на первичном шестерни закреплены жёстко, а на вторичном — свободно вращаются. В положении «нейтраль» все вторичные шестерни прокручиваются на валу свободно, то есть крутящий момент на колёса не поступает.
Перед включением передачи водитель выжимает сцепление, отсоединяя первичный вал от двигателя. Затем рычагом КПП через систему тяг на вторичном валу перемещаются специальные устройства — синхронизаторы. При подведении муфта синхронизатора жёстко блокирует на валу вторичную шестерню нужной передачи. После включения сцепления крутящий момент с заданным коэффициентом начинает передаваться на вторичный вал, а от него — на главную передачу и колёса. Для сокращения общей длины коробки вторичный вал часто делят на два, распределяя ведомые шестерни между ними.
Принцип действия роботизированных коробок передач абсолютно тот же. Единственное отличие в том, что смыканием/размыканием сцепления и выбором передач в «роботе» занимаются сервоприводы — актуаторы. Чаще всего это шаговый электромотор с редуктором и исполнительным механизмом. Но встречаются и гидравлические актуаторы.
Управляет актуаторами электронный блок. По команде на переключение первый сервопривод выжимает сцепление, второй перемещает синхронизаторы, включая нужную передачу. Затем первый плавно отпускает сцепление. Таким образом, педаль сцепления в салоне больше не нужна — при поступлении команды электроника всё сделает сама. В автоматическом режиме команда на смену передачи поступает от компьютера, учитывающего скорость движения, обороты двигателя, данные ESP, ABS и других систем. А в ручном — приказ на переключение отдаёт водитель при помощи селектора КПП или подрулевых лепестков.
Проблема «робота» — отсутствие обратной связи по сцеплению. Человек чувствует момент смыкания дисков и может переключить скорость быстро и плавно. А электроника вынуждена перестраховываться: чтобы избежать рывков и сохранить сцепление, «робот» надолго разрывает поток мощности от двигателя к колёсам во время переключения. Получаются дискомфортные провалы на разгоне. Единственный способ достичь комфорта при переключениях — сократить их время. А это, увы, означает рост цены всей конструкции.
Революционным решением стала появившаяся в начале трансмиссия с двумя сцеплениями DCT (dual clutch transmission). Рассмотрим её работу на примере коробки DSG концерна Volkswagen. У коробки два вторичных вала с расположенными на них ведомыми шестернями и синхронизаторами — как у шестиступенчатой «механики» Гольфа. Фокус в том, что первичных валов тоже два: они вставлены друг в друга по принципу матрёшки. Каждый из валов соединяется с двигателем через отдельное многодисковое сцепление. На внешнем первичном валу закреплены шестерни второй, четвёртой и шестой передач, на внутреннем — первой, третьей, пятой и заднего хода. Допустим, автомобиль начинает разгон с места. Включается первая передача (муфта блокирует ведомую шестерню первой передачи). Замыкается первое сцепление, и крутящий момент через внутренний первичный вал передаётся на колёса. Поехали! Но одновременно с включением первой передачи умная электроника прогнозирует последующее включение второй — и блокирует её вторичную шестерню. Именно поэтому такие коробки ещё называют преселективными. Таким образом, включены две передачи сразу, но заклинивания не происходит, — ведущая шестерня второй передачи находится на внешнем валу, сцепление которого пока разомкнуто.
Когда машина достаточно разгонится и компьютер решит повысить передачу, размыкается первое сцепление и одновременно замыкается второе. Крутящий момент теперь идёт через внешний первичный вал и пару второй передачи. На внутреннем валу уже выбрана третья. При замедлении те же операции происходят в обратном порядке. Переход происходит практически без разрыва потока мощности и с фантастической скоростью. Серийная коробка Гольфа переключается за восемь миллисекунд. Сравните со 150 мс на Ferrari Enzo!
Коробки с двойным сцеплением экономичнее и быстрее традиционных механических, а также более комфортны, чем «автоматы». Главный их недостаток — высокая цена. Вторую проблему — неспособность передавать большой крутящий момент — решили с появлением DSG фирмы Ricardo на купе Bugatti Veyron. Но пока удел большинства суперкаров — «роботы». Хотя, например, коробка Ferrari 599 GTB Fiorano — не чета опелевскому Изитронику: время переключения у суперробота исчисляется десятками миллисекунд.
Сегодня коробки DCT есть не только у Фольксвагена, но и у компаний BMW, Ford, Mitsubishi и FIAT. Преселективные коробки признали даже инженеры Porsche, которые используют в своих машинах только проверенные технологии. Аналитики прогнозируют, что в будущем наиболее распространёнными трансмиссиями станут DCT и вариаторы. А дни третьей педали, похоже, сочтены — скоро она исчезнет даже из самых драйверских спорткаров. Человечество выбирает то, что удобнее.
Все о роботизированной коробке передач, и их разновидности по маркам авто.
Роботизированная коробка передач (обиходное название – коробка-робот) представляет собой механическую коробку передач, в которой функции выключения сцепления и переключения передач автоматизированы. Название «роботизированная коробка передач» свидетельствует о том, что водитель и условия движения формируют только входную информацию для системы управления, а работой коробки передач руководит электронный блок с определенным алгоритмом управления.
Роботизированная коробка передач сочетает в себе комфорт автоматической коробки передач, надежность и топливную экономичность механической коробки передач. При этом «робот» в большинстве своем значительно дешевле классической АКПП. В настоящее время практически все ведущие автопроизводители оснащают свои автомобили роботизированными коробками передач, устанавливая их на всю линейку моделей от малого до премиум класса.
🔎 Устройство роботизированной коробки передач
Роботизированные коробки передач различаются по конструкции, вместе с тем, можно выделить следующее общее устройство данного агрегата — механическая коробка передач с системой управления сцеплением и передачами.
В автоматизированных коробках передач используется сцепление фрикционного типа. Это может быть отдельный диск или пакет фрикционных дисков. Прогрессивным в конструкции коробки передач является т.н. двойное сцепление, которое обеспечивает передачу крутящего момента без разрыва потока мощности.
В основу конструкции роботизированной коробки положена механическая коробка передач. При производстве используются, в основном, готовые технические решения. Например, автоматизированная коробка передач Speedshift от Mercedes-Benz построена на базе АКПП 7G-Tronic путем замены гидротрансформатора на фрикционное многодисковое сцепление. В основе коробки SMG от BMW лежит шестиступенчатая «механика», оборудованная электрогидравлическим приводом сцепления.
Коробки-роботы могут иметь электрический или гидравлический привод сцепления и передач. В электрическом приводе исполнительными органами являются сервомеханизмы (электродвигатель и механическая передача). Гидравлический привод осуществляется с помощью гидроцилиндров, которые управляются электромагнитными клапанами. Такой вид привода еще называют электрогидравлическим. В ряде конструкций «роботов» с электрическим приводом (Easytronic от Opel, Durashift EST от Ford) используется гидромеханический блок с электродвигателем для перемещения главного цилиндра привода сцепления.
Электрический привод отличает невысокая скорость работы (время переключения передач 0,3-0,5с) и меньшее энергопотребление. Гидравлический привод предполагает постоянное поддержание давления в системе, а значит большие затраты энергии. Но с другой стороны он более быстрый. Некоторые роботизированные коробки передач с гидравлическим приводом, устанавливаемые на спортивные автомобили, имеют просто впечатляющую скорость переключения передач: Ferrari 599GTO — 0,06c, Lamboghini Aventador – 0,05c!
Эти качества определяют область применения «роботов» с электрическим приводом на бюджетных автомобилях, с гидравлическим приводом – на более дорогих автомобилях.
Электрический привод имеют следующие конструкции коробок передач:
• Allshift от Mitsubishi;
• Dualogic от Fiat;
• Durashift EST от Ford;
• Easytronic от Opel;
• MultiMode от Toyota;
• SensoDrive от Citroen;
• 2-Tronic от Peugeot.
Достаточно большое количество роботизированных коробок оснащены гидравлическим приводом:
• ISR (Independent Shifting Rods) от Lamborghini;
• Quickshift от Renault;
• R-Tronic от Audi;
• Selespeed от Alfa Romeo;
• SMG от BMW.
Управление роботизированной коробкой передач осуществляет электронная система, которая включает входные датчики, электронный блок управления и исполнительные механизмы. Входные датчики отслеживают основные параметры коробки передач: частоту вращения на входе и выходе, положение вилок включения передач, положение селектора, а также давление и температуру масла (для гидравлического привода) и передают их в блок управления.
На основании сигналов датчиков электронный блок управления формирует управляющие воздействия на исполнительные механизмы в соответствии с заложенной программой. В своей работе электронный блок взаимодействует с системой управления двигателем, системой ABS (ESP). В роботизированных коробках с гидравлическим приводом в систему управления дополнительно включен гидравлический блок управления, который обеспечивает непосредственное управление гидроцилиндрами и давлением в системе.
Исполнительными механизмами роботизированной коробки передач в зависимости от вида привода являются электродвигатели (электрический привод), электромагнитные клапаны гидроцилиндров (гидравлический привод).
🔎 Коробка передач с двойным сцеплением
Основным недостатком роботизированной коробки передач является сравнительно большое время переключения передач, что приводит к рывкам и провалам в динамике автомобиля и, соответственно, снижает комфорт от управления транспортным средством. Решение указанной проблемы было найдено в применении коробки передач с двумя сцеплениями, обеспечившей переключение передач без разрыва потока мощности.
Двойное сцепление позволяет при включенной передаче выбрать следующую передачу и при необходимости включить ее без перерыва в работе коробки. Поэтому другое название роботизированной коробки передач с двумя сцеплениями — преселективная коробка передач (от preselect — предварительно выбрать).
Другим преимуществом коробки передач с двойным сцеплением является высокая скорость переключение передач, зависящая только от скорости переключения муфт (DSG от Volkswagen — 0,2c, DCT M Drivelogic от BMW – 0,1c). «Робот» с двумя сцепления отличает еще и компактность, что актуально для малолитражных автомобилей. Наряду с этим, можно отметить повышенное энергопотребление коробки (особенно с «мокрым» сцеплением). Сравнительно высокая скорость переключения передач в совокупности с непрерывной передачей крутящего момента позволяют добиться отменной разгонной динамики автомобиля и экономии топлива.
В настоящее время двойное сцепление применяется во многих роботизированных коробках передач:
• DCT M Drivelogic от BMW;
• DSG от Volkswagen;
• PDK от Porsche;
• Powershift от Ford, Volvo;
• Speedshift DCT от Mercedes-Benz;
• S-Tronic от Audi;
• TCT от Alfa Romeo;
• Twin Clutch SST от Mitsubishi.
Даже великолепная Ferrari 458 Italia оборудована Doppelkupplungsgetriebe (коробка передач с двойным сцеплением). Все перечисленные роботизированные коробки передач используют гидравлический привод сцепления и передач. И лишь одна коробка передач на сегодняшний день имеет электрический привод устройств, это EDC (Efficient Dual Clutch) от Renault (время переключения передач 0,29с).
Пионерами массового применения коробки передач с двумя сцеплениями являются Volkswagen и Audi, которые устанавливают роботизированную коробку передач DSG и S-Tronic на свои автомобили с 2003 года. Коробка S-Tronic является аналогом коробки DSG, но в отличие от нее устанавливается продольно оси на задне- и полноприводные автомобили.
На автоматизированной коробке DCT M Drivelogic в системе управления реализуется функция Drivelogic, которая предполагает одиннадцать программ переключения передач. Шесть программ выполняются в режиме ручного переключения, а пять являются автоматизированными программами переключения передач. Данная функция позволяет адаптировать смену передач под стиль вождения конкретного человека. По сути, данная коробка является адаптивной коробкой передач.
🔎 Принцип действия роботизированной коробки передач
Работа роботизированной коробки передач может осуществляться в двух режимах: автоматическом и полуавтоматическом. В автоматическом режиме электронный блок управления на основании сигналов входных датчиков реализует определенный алгоритм управления коробкой с помощью исполнительных механизмов.
На всех роботизированных коробках предусмотрен режим ручного (полуавтоматического) переключения передач, аналогичный функции Tiptronic АКПП. Работа в данном режиме позволяет последовательно переключать передачи с низшей на высшую и наоборот с помощью рычага селектора и (или) подрулевых переключателей. Поэтому в ряде источников информации роботизированная трансмиссия называется секвентальной коробкой передач (от sequensum – последовательность).
Как отличить между собой автоматическую коробку, роботизированную и вариатор?
На автомобили устанавливают несколько видов автоматических коробок передач – это могут быть вариаторы, «роботы» и классические «автоматы». При покупке подержанной машины бывает непросто определить, какая же именно из этих коробок установлена на автомобиле. Особенно большую трудность эта задача вызывает у начинающих водителей. Попробуем разобраться в этом разнообразии трансмиссий.
Роботизированная коробка
Начнём с роботизированной коробки передач. В техническом плане она очень похожа на обычную «механику», только в ней выжимают педаль сцепления и переключают передачи электромоторы (сервоприводы). Работой всех этих механизмов управляет отдельный компьютер, который контролирует скорость, обороты и силу нажатия на педаль газа. Не всем автомобилистам нравится этот тип коробки передач, так как она требует долгого привыкания к своему алгоритму работы. Некоторые коробки очень неохотно разгоняют машину и отличаются достаточно ощутимыми толчками при переключении.
Отличить её от остальных автоматических трансмиссий достаточно просто. Если вы видите, что селектор КПП имеет минимальное количество положений, а именно «A», «N», «R», то перед вами точно роботизированная коробка.
Классический «автомат»
Самый распространённый тип автоматических коробок – это гидротрансформаторные трансмиссии. Они отличаются большой надёжностью и способностью проехать без ремонтов сотни тысяч километров. На старых машинах устанавливались в основном 4-ступенчатые коробки, и их нельзя было назвать экономичными. Также они не позволяли раскрыть все возможности и сильно его тормозили, при этом при обычной городской езде они показывали себя очень хорошо. В современные автомобили чаще всего устанавливают 5 или 6-ступенчатые «автоматы», они намного динамичнее предшественников, и машина с ними расходует меньше топлива.
Внешне отличить такую коробку можно по набору классических для «автомата» режимов – «P», «N», «D», «R». В некоторых моделях могут быть и положения для ручного управления обозначенные – «+» и «–». Есть и варианты с фиксированными передачами – «1», «2», «3».
Вариаторные коробки передач
Не самый любимый водителями тип трансмиссии, но, тем не менее, его устанавливают во множество автомобилей. По внешнему виду селектора в салоне и алгоритму управления вариатор мало чем отличается от обычного автомата, у него точно такие же режимы, за исключением фиксированных передач. Главные различия внутри. Вариатор отличается необычайной плавностью хода, так как у него в принципе нет никаких передач, а значит нет и рывков при их переключении.
Но за эту плавность приходится расплачиваться не очень надёжной конструкцией, подверженной быстрому износу. Вариатор состоит их двух конусных шкивов, между которыми натянут металлический ремень. Быстрый износ этих четырёх конусов – главная проблема вариатора. С такой коробкой нужно избегать быстрых разгонов, буксований в грязи и таскания другой машины на лямке.
Как отличить коробку автомат от робота: внешние отличия или отличия по режимам
При этом особое внимание нужно обращать не только на ДВС, но и на выбор трансмиссии. Современные автомобили сегодня оборудованы разными коробками переключения передач: механическая коробка, «классический автомат», вариатор, роботизированная коробка типа АМТ или DSG (преселективная роботизированная коробка с двумя сцеплениями).
С учетом такого многообразия автоматов, важно знать, как отличить КПП автомат от робота. Далее мы рассмотрим, как отличить автомат от робота визуально, а также чем вообще отличаются указанные коробки передач.
Что такое автомат и что такое коробка робот
Итак, рассмотрим автоматическую и роботизированную КПП. Прежде всего, основной функцией всех АКПП и механики МКПП является передача крутящего момента от двигателя на колеса, а также изменение величины тяги в зависимости от ряда условий.
Если на механике водитель изменяет передаточное отношение вручную, то автомат выполняет эту задачу самостоятельно. Также АКПП отличаются по своему устройству и принципу работы. Другими словами, назначение у всех КПП одно, но конструктивно они все разные.
Такой автомат представляет собой гидравлическую систему управления (гидротрансформатор, заменяющий сцепление и гидроблок), а также планетарный редуктор, содержащий все пары шестерен, находящихся в постоянном зацеплении. В зависимости от оборотов двигателя переключение передач в коробке осуществляется автоматически (без участия водителя).
Роботизированная трансмиссия (РКПП) – коробка, которая по своей конструкции напоминает механическую МКПП, только с блоком управления (гидро- и сервоприводы, управляющие работой сцепления и переключения передач и режимов).
Как отличить КПП автомат от робота: конструктивные и технические отличия
АКПП и РКПП в техническом плане очень разные коробки. Как уже было сказано выше, АКПП представляет собой коробку с гидротрансформатором и электроникой, а РКПП — обычная механическая коробка со специальными сервоприводами (актураторами), позволяющими автоматизировать такие процессы как: включение/выключение сцепления и выбор/включение конкретной передачи.
Основные отличия классического автомата от простого (однодискового) робота:
Как отличить автомат от робота визуально
Классический автомат от робота без опыта отличить в ряде случаев визуально практически невозможно, особенно если речь идет о преслективных роботах типа DSG. Дело в том, что рычаг управления (селектор) и консоль коробок часто практически одинаковы.
Однако робот часто не имеет отдельных режимов пониженных передач, которые часто есть на АКПП (L2, L1). Хотя, если АКПП оснащена режимом Типтроник, то таких режимов также может не быть.
Это доставляет дискомфорт и неудобство во время движения, особенно в городском потоке (переходя на другую передачу, автомобиль на какое — то время перестает ускоряться, после чего с рывками начинает движение).
Роботизированные коробки, как и большинство автоматических коробок, снабжены функцией ручного выбора передач (Типтроник). Это очень удобно для торможения двигателем на затяжных горных спусках. Однако наличие такого режима еще больше усложняет задачу визуального определения типа АКПП на конкретной модели авто.
Подведем итоги
Как видно, вопрос, как отличить робот от автомата внешне, является сложным. Дело в том, что для упрощения взаимодействия производители делают все типы АКПП похожими друг на друга как по режимам, так и по органам управления в салоне.
Напоследок отметим, что использование АКПП в наше время становится очень актуальным, так как трансмиссия автомат удобна и безопасна, особенно в больших городах. Однако каждый из типов автоматов имеет как плюсы, так и минусы.
При этом роботизированная коробка по своей популярности не сильно отстает от «классической» автоматической коробки. В первую очередь, такой спрос на РКПП обусловлен популяризацией и более дешевым производством, что отражается на конечной стоимости авто.
Чем отличается коробка вариатор от коробки автомат или коробки робот: основные отличия CVT от АКПП, а также роботизированных трансмиссий типа AMT или DSG.
Как правильно пользоваться роботизированной коробкой передач: «однодисковый» робот, преселективная роботизированная КПП с двумя сцеплениями. Рекомендации.
Автоматическая коробка передач АТ или роботизированная автоматизированная трансмиссия АМТ: какая КПП лучше, особенности «автомата» и «робота». Рекомендации.
Что лучше выбрать, автомат с гидротрансформатором или роботизированную КПП с одним или двумя сцеплениями. Плюсы и минусы данных типов коробок, рекомендации.
Чем отличается «классическая» АКПП с гидротрансформатором от роботизированной коробки передач с одним сцеплением и преселективных роботов типа DSG.
Коробка передач робот: какие бывают РКПП, сильные и слабые стороны роботизированных коробок передач. Что нужно учитывать при покупке и эксплуатации робота.
Определение типа АКПП: как отличить вариатор от автомата по рычагу и другим признакам
Как известно, сегодня автоматическая трансмиссия пользуется большой популярностью. На фоне активного спроса современный автопром предлагает широкий выбор коробок автомат. Другими словами, машина с АКПП может оснащаться «классическим» автоматом, вариатором или роботизированной коробкой передач.
При этом сами автопроизводители делают разные коробки похожими друг на друга, причем как в плане функциональности, так и в плане исполнения. С одной стороны, такое решение упрощает задачу и повышает эффективность взаимодействия водителя с агрегатом. Однако часто бывает сложно определить, какая именно коробка автомат стоит на том или ином автомобиле.
С учетом того, что каждый из указанных выше типов АКПП имеет как плюсы, так и минусы, многие потенциальные владельцы по понятным причинам стремятся точно определить тип трансмиссии. В этой статье мы поговорим о том, как визуально отличить вариатор от автомата, а также на что следует обратить внимание.
Как отличить АКПП от вариатора
Как правило, перед приобретением машины с АКПП потенциальный владелец сразу решает для себя, что лучше, обычный автомат, вариатор или робот. Если принять во внимание тот факт, что традиционная гидромеханическая АКПП хоть и не лишена недостатков, однако остается самой надежной и проверенной временем трансмиссией среди других автоматов, не удивительно, что на вторичном рынке такая коробка пользуется самым большим спросом.
Обратите внимание, зачастую начальных знаний касательно того, как отличить вариатор от автомата по рычагу, оказывается попросту недостаточно. Основная причина — сознательная замена рычага (селектора) самим недобросовестным владельцем, тюнинг рычага при помощи чехлов на ручку КПП, перетяжка селектора кожей и т.п.
Так вот, чтобы правильно определить тип коробки передач визуально, нужно придерживаться определенного порядка действий и учитывать целый ряд рекомендаций. Прежде всего, начать следует со следующего:
Для этого после запуска двигателя необходимо динамично разогнать автомобиль с места в стандартном режиме D. Если при разгоне нет явно ощутимого момента переключения передач, а двигатель монотонно работает на одних и тех же оборотах (по тахометру не видно сначала набора оборотов, а потом их понижения при переходе на ступень выше), тогда это говорит о том, что на авто стоит вариатор.
В случае с АКПП разгон будет похож на то, как разгоняется машина с МКПП, то есть сначала двигатель раскручивается (слышно по звуку ДВС и видно по тахометру), после чего осуществляется переход на повышенную передачу, после чего обороты падают. При этом важно активно разгонять машину, так как при спокойном старте и неспешном наборе скорости автомат и вариатор могут работать практически одинаково.
Напоследок отметим, что если самостоятельно определить тип АКПП все же не удается, тогда оптимально посетить СТО, где квалифицированные специалисты сразу дадут ответ на интересующий вопрос, а также при необходимости проведут комплексную диагностику автомобиля.
Что лучше: вариатор или автомат
С учетом того, что сегодня коробку автомат можно выбрать по типу, многие автолюбители интересуются, какой тип АКПП лучше и почему.
При этом дать определенный ответ в этом случае достаточно сложно. Если рассматривать основные плюсы и минусы, классический автомат самый надежный и наименее экономичный, тогда как вариатор CVT обеспечивает наилучший комфорт, однако ресурс CVT меньше, чем у гидромеханических АКПП.
Что касается вариатора, с учетом особенностей конструкции, эта коробка нуждается в более частой замене масла и фильтров (каждые 30 или максимум 40 тыс. км.). Также каждые 100 тыс. км. нужно менять ремень вариатора (цепь). В случае поломки CVT ремонт будет достаточно дорогим, а также с учетом определенных сложностей, могут возникнуть трудности во время поиска специалистов по ремонту вариаторов с гарантией.
Однако, при всем кажущемся потенциале, резко изменяющиеся нагрузки, активный разгон, езда с высокой скоростью, пробуксовки и т.п. данному типу КПП противопоказаны. Если перегружать простой автомат АКПП крайне нежелательно, то на вариаторе CVT делать это категорически запрещено. В противном случае коробка может выйти из строя очень быстро, а ремонт вариатора является сложным и очень дорогим.
Подведем итоги
Как видно, существует несколько способов, как отличить вариатор от автомата визуально и в движении. В совокупности, если применить их в комплексе, тогда в подавляющем большинстве случаев удается точно и быстро определить, какая именно коробка стоит на машине, вариатор CVT или автомат AT.