Механическая коробка. Роботизированная КПП

Содержание

1. Что такое роботизированная коробка.

2. Принцип работы роботизированной коробки.

3. Устройство роботизированной коробки.

4. Специфика работы РКПП.

5. Особенности роботизированной коробки DSG.

6. Достоинства и недостатки.

 

 

Любой современный автомобиль не может плавно завестись и двигаться, если у него нет трансмиссии. Сегодня существует большое разнообразие всевозможных коробок, которые не только позволяют водителю подобрать вариант, соответствующий его материальным возможностям, но и позволяют получить максимальный комфорт от вождения. Поговорим подробнее о том, что такое роботизированная коробка, ее основные отличия от механической, а также рассмотрим принцип работы этого агрегата.

 

 

Что такое роботизированная коробка передач

Работа коробки практически идентична механическому аналогу за исключением некоторых особенностей. В механизм системы входит множество деталей, из которых состоит уже знакомая всем механическая версия коробки. Главным отличием роботизированной коробки является его управление микропроцессорного типа. В таких коробках переключения передач выполняет электроника на основе данных датчиков двигателя, педали газа и колес.

Роботизированную коробку можно также назвать автоматом, но это неправильное название. Дело в том, что АКПП часто используют как обобщающее понятие. Да, у того же вариатора есть автоматический режим переключения передаточных чисел, поэтому кажется, что это тоже автомат. По сути, по строению и принципу работы робот больше подобен механической коробке.

Снаружи отличить АКПП от МКПП нереально, так как они могут иметь схожий селектор и корпус. Проверить трансмиссию можно только при движении автомобиля. Каждый тип агрегата имеет свои особенности работы.

Основная цель роботизированной трансмиссии – максимально облегчить управление. Водителю не нужно самостоятельно переключать передачи, потому что работу выполняет блок управления. Помимо комфорта, производители АКПП стремятся удешевить свою продукцию. На сегодняшний день робот является наиболее бюджетным видом коробки после механики, но он не обеспечивает такого комфорта вождения, как вариатор или автомат.

 

 

Принцип работы роботизированной коробки

Роботизированная трансмиссия может переключаться на следующую скорость автоматически или наполовину автоматически. В первом случае блок микропроцессора получает сигналы от датчиков, на основании которых срабатывает запрограммированный изготовителем алгоритм.

Большинство коробок передач оснащены ручным селектором. В этом случае скорости все равно будут включаться автоматически. Единственное, водитель может самостоятельно сигнализировать о моменте включения повышенной или пониженной передачи. Сходный принцип работы имеют некоторые АКПП типа Tiptronic.

Чтобы увеличить или снизить скорость, водитель передвигает рычаг селектора в сторону + или в сторону -. Благодаря этой опции некоторые люди называют эту передачу последовательной или секвентальной.

Роботизированный ящик работает по следующей схеме:

1. Водитель применяет тормоз, запускает двигатель и переводит переключатель режимов движения в положение D;
2. Сигнал по блоку поступает на блок управления коробкой;
3. В зависимости от выбранного режима блок управления активирует подходящий алгоритм, по которому будет работать блок;
4. В процессе движения датчики передают «мозговой работе» сигналы о скорости автомобиля, о загруженности силового агрегата, а также о текущем режиме работы коробки передач;
5. Как только показатели перестают соответствовать программе, установленной с завода, блок управления дает команду на переключение на другую передачу. Это может быть как увеличение, так и понижение скорости.

Когда водитель управляет автомобилем с механикой, он должен ощущать свой автомобиль, чтобы определить момент, когда нужно переключаться на другую скорость. В роботизированном аналоге происходит аналогичный процесс, только водителю не нужно думать о том, когда переместить рычаг КПП в требуемое положение. Это делает микропроцессор.

Система отслеживает всю информацию от всех датчиков и подбирает оптимальную передачу конкретной нагрузки. Чтобы электроника могла переключать передачи, трансмиссия имеет гидромеханический привод. В более распространенном варианте вместо гидромеханики устанавливается электропривод или сервопривод, который подключает/отключает сцепление в коробке (кстати, это имеет некоторое сходство с АКПП – сцепление находится не там, где находится в МКПП, а именно у маховика, а в корпусе самой трансмиссии) .

Когда блок управления подает сигнал о том, что время переходить на другую скорость, первым включается первый электрический (или гидромеханический) сервопривод. Он размыкает трущиеся поверхности сцепления. Затем второй сервопривод перемещает шестеренки механизма в нужное положение. Затем первый медленно отпускает сцепление. Такая конструкция позволяет механизму работать без участия водителя, поэтому у машины с роботизированной трансмиссией нет педали сцепления.

Многие селекторы имеют фиксированное положение передач. Этот так называемый tiptronic позволяет водителю самостоятельно контролировать момент переключения на более высокую или более низкую скорость.

 

 

Устройство роботизированной коробки передач

Сегодня существует несколько видов роботизированных трансмиссий для легковых автомобилей. В некоторых поводах они могут отличаться друг от друга, но основные части остаются идентичными.

Вот узлы, входящие в состав коробки:

1. Сцепление. В зависимости от производителя и модификации агрегата, это может быть одна деталь с поверхностью трения или несколько однотипных дисков. Чаще эти элементы находятся в теплоносителе, который стабилизирует работу агрегата, предотвращая его перегрев. Более эффективным считается преселективный или двойной вариант.
2. Основной частью есть обычная механическая коробка. Каждый производитель использует разные запатентованные конструкции. К примеру, робот от бренда Mercedes (Speedshift) имеет внутреннюю автоматическую коробку передач 7G-Tronic. Единственное отличие агрегатов в том, что вместо гидротрансформатора используется сцепление с несколькими фрикционными дисками. BMW имеет схожий подход. Его коробка SMG базируется на шестиступенчатой механической коробке передач.
3. Привод сцепления и трансмиссии. Есть два варианта – с электроприводом или гидромеханическим аналогом. В первом случае сцепление выжимается электродвигателем, а во втором – гидроцилиндрами с клапанами ЭМ. Электропривод работает медленнее гидравлики, но не требует поддержания постоянного давления в магистрали, от которой работает электрогидравлический тип. Гидравлический робот переходит на следующий этап гораздо быстрее (0,05 секунд против 0,5 секунд у электрического аналога). На бюджетные автомобили в основном устанавливают электрическую коробку передач, а на спорткары премиум-класса – гидромеханическую, так как у них крайне важна скорость переключения передач без прекращения подачи электроэнергии на карданный вал.
4. Датчик. Таких деталей в работе очень много. Они контролируют множество различных параметров трансмиссии, например положения вилок, обороты входного и выходного валов, в котором положении заблокирован селектор, температуру охлаждающей жидкости и т. д. Вся эта информация поступает на устройство управления механизмом.
5. ЭБУ – это микропроцессорный блок, в который запрограммированы разные алгоритмы с разными индикаторами, поступающими от датчиков. Этот блок подключается к главному блоку управления (оттуда поступают данные о работе двигателя), а также к электронным системам блокировки колес (ABS или ESP).
6. Исполнительные механизмы – гидроцилиндры или электродвигатели в зависимости от модификации коробки.

 

 

Специфика работы РКПП

Для плавного старта автомобиля водитель должен правильно использовать педаль сцепления. После того, как он включил первую или заднюю передачу, ему нужно плавно отпустить педаль. Когда водитель почувствует зацепление дисков, отпуская педаль, он может добавить обороты двигателя, чтобы автомобиль не заглох. Так работают механики.

Идентичный процесс происходит в работе. Только в этом случае большой сноровки от водителя не требуется. Ему нужно только перевести переключатель коробки в соответствующее положение. Автомобиль начнет движение в соответствии с настройками блока управления.

Простейшая модификация с одним сцеплением работает так же, как и классическая механика. Однако при этом наблюдается наличие одной проблемы – электроника не фиксирует обратную связь от сцепления. Если человек способен определить, насколько плавно необходимо отпускать педаль в том или ином случае, то автоматика работает жестче, поэтому движение автомобиля сопровождается ощутимыми рывками.

Особенно это ощущается в модификациях с электроприводом актуаторов – пока переключается передача, сцепление будет в разомкнутом состоянии. Это будет означать разрыв потока крутящего момента, из-за чего автомобиль начинает тормозить. Так как скорость вращения колес меньше соответствует включенной передаче, возникает легкий рывок.

Инновационным решением этой проблемы стала разработка модификации с двойным сцеплением. Ярким представителем такой трансмиссии является Volkswagen DSG. Давайте поподробнее рассмотрим его особенности.

 

 

Особенности роботизированной коробки DSG

Аббревиатура означает коробку передач с прямым переключением передач. По сути это две механические коробки, установленные в одном корпусе, но с одной точкой подключения к шасси машины. Каждый механизм имеет свое сцепление.

Главной особенностью этой модификации является преселективный режим. То есть, пока первый вал работает с включенной передачей, электроника уже подключает соответствующие шестерни (при разгоне на увеличение передачи, на торможении – на понижение) второго вала. Главному поводу нужно отключить одно сцепление и подключить другое. Как только от блока управления поступает сигнал о переключении на другую степень, рабочая муфта размыкается и сразу включается вторая с уже задетыми передачами.

Такая конструкция позволяет ездить без сильных рывков во время разгона. Первые разработки преселективной модификации появились в 80-х годах прошлого столетия. Правда, затем работы с двойным сцеплением стали устанавливать на раллийные и гоночные автомобили, в которых скорость и точность переключения передач имеют огромное значение.

Если сравнивать коробку DSG с классическим автоматом, то первый вариант имеет больше преимуществ. Во-первых, за счет более привычного строения основных элементов (за основу изготовитель может взять любой готовый механический аналог) такая коробка будет дешевле в продаже. Этот же фактор сказывается и на обслуживании агрегата – механика более надежна и легче в ремонте.

Это позволило производителю устанавливать инновационную трансмиссию на бюджетные модели выпускаемой продукции. Во-вторых, многие владельцы транспортных средств с такой коробкой передач отмечают повышение экономичности автомобиля по сравнению с идентичной моделью, но с другой коробкой передач.

 

 

Достоинства и недостатки

Рассмотренный вид трансмиссии имеет как положительные, так и отрицательные стороны. К преимуществам коробки можно отнести:

• Такую трансмиссию можно использовать в паре с силовым агрегатом практически любой мощности;
• По сравнению с вариатором и автоматом роботизированный вариант дешевле, хотя это достаточно инновационная разработка;
• Работы надежнее других автоматических трансмиссий;
• Благодаря внутреннему сходству с механикой легче найти специалиста, который приступит к ремонту агрегата;
• Более эффективное переключение передач позволяет использовать мощность двигателя без критического увеличения расхода топлива;
• Благодаря повышению эффективности машина выделяет меньше вредных веществ в окружающую среду.

Несмотря на явные преимущества перед другими автоматическими трансмиссиями, у работа есть несколько существенных недостатков:

• Если автомобиль оснащен однодисковым роботом, то поездку на таком транспорте нельзя назвать удобной. При переключении передач будут ощутимы рывки, словно водитель резко бросает педаль сцепления на механике.
• Чаще всего в блоке выходит из строя муфта (меньшая плавность включения) и исполнительные механизмы. Это затрудняет ремонт трансмиссий, потому что они имеют малый рабочий ресурс (около 100 тыщ км). Сервоприводы редко можно отремонтировать, а новый механизм стоит дорого.
• Что касается сцепления, то ресурс диска тоже очень маленький – около 60 тысяч. Причем примерно на половине ресурса необходимо осуществлять «соединение» коробки при поверхности трения деталей.
• Если говорить о преселективной модификации DSG, то она оказалась более надежной за счет меньшего времени на переключение скоростей (благодаря этому автомобиль не так сильно тормозит). Несмотря на это, у них все равно страдает адгезия.
• Учитывая перечисленные факторы, можно заключить: по надежности и ресурсу работы механике пока нет равных. Если упор делается на максимальный комфорт, лучше выбрать вариатор (в чем его особенность, читайте здесь). Следует иметь в виду, что такая трансмиссия не позволит сэкономить топливо.

 

 

Источник.