Роботизированная коробка передач (РКПП, коробка-робот) состоит из почти обычной механической коробки передач , механизмов выбора передач и переключения сцепления, а также автоматической системы управления.
Основное назначение РКПП - принимать, передавать и преобразовывать крутящий момент от двигателя на колеса. РКПП удачно сочетает в себе преимущества АКПП и механической КПП в виде надежности, эффективности управления автомобилем и экономии топлива .
Хотя, на счет надежности, пожалуй, многие владельцы автомобилей с роботизированной коробкой захотят поспорить. Все знают нашумевшую историю с роботизированными коробками передач DSG концерна Volkswagen .
Но такие проблемы, скорее всего, носят временный характер. Роботизированные коробки передач относительно недавно стали разрабатываться для серийных автомобилей и совсем неудивительно, что с этим возникают проблемы.
В целом же они являются очень перспективными, поэтому сейчас производители автомобилей стараются разработать оптимальную конструкцию.
Устройство роботизированной КПП
По своей сути роботизированная коробка передач - это всем нам знакомая механическая коробка, в которой сцеплением и переключением передач управляет электроника и сервоприводы.
Давайте рассмотрим «начинку» роботизированной КПП, другими словами - ее устройство. И разбирать будем коробку с двойным сцеплением, поскольку полагаем, что именно такие коробки имеют будущее, в то время как коробки с одним сцеплением постепенно уйдут в прошлое.
Самый большой недостаток коробок с одним сцеплением - очень большое время переключения передач, что делает езду на автомобиле некомфортной и дерганой.
Роботизированная КПП состоит из следующих механизмов и деталей:
- Основной рабочий узел (аналог механической коробки), оснащенный двумя парами валов - первичным и вторичным (то есть всего четыре вала), к которым крепятся шестерни переключения передач. Одна пара валов отвечает за четные передачи и, соответственно, на них крепятся шестерни передач - 2, 4 и 6, а вторая пара валов обеспечивает нечетные передачи и задний ход - 1, 3, 5 и R. Кроме того каждая пара валов имеет собственное сцепление (коробка с двумя сцеплениями). Так же стоит отметить, что первичные валы находятся на одной оси, то есть один вал располагается внутри другого.
- Узлы-актуаторы представляют собой сервоприводные механизмы (работающие на электрике или гидравлике). Электрический тип привода - это не что иное, как электродвигатель с редуктором, а гидравлический тип привода представляет собой гидроцилиндр, управляемый клапанами электромагнитного типа (гидравлический более дорогой, но более быстрый и именно он используется в наиболее продвинутых РКПП). В роботизированной КПП могут устанавливаться актуаторы двух типов - для переключения передач и включения сцепления.
- Блок управления электронного типа представляет собой микропроцессор, осуществляющий контроль над работой всей роботизированной КПП через внешние датчики и исполнительные механизмы. Внешние (или входные) датчики позволяют получать информацию о скорости движения, рабочих оборотах двигателя, крутящем моменте, давлении масла и передавать эту информацию на управляющий блок. Механизмы исполнения предназначены для реализации всех задач, полученных от блока управления на основании заложенных программ. Сам блок соединяется с роботизированной коробкой при помощи бортового компьютера.
Принцип работы РКПП
Роботизированные КПП могут работать в автоматическом и полуавтоматическом (ручном) режимах. Режим-автомат предполагает управление коробкой передач через электронику на основании полученных данных от внешних датчиков, путем реализации выбранного алгоритма работы через исполнительные механизмы.
Полуавтоматический режим (ручной) предусматривает выбор и переключение передач вручную. Режим вручную позволяет осуществлять плавное переключение с низкой на высокую передачу, используя селекторный рычаг или подрулевые переключатели (лепестки).
Что касается общего принципа работы такой коробки передач, то он достаточно прост. При включении двигателя и выборе передачи включается первая скорость в коробке, затем включается сцепление и начинается движение.
При движении автомобиля на начальной передаче, роботизированная КПП готова включить следующую передачу. Управляющий блок принимает сигнал с последующим переключением на более высокую передачу и вторая передача включается одновременно с первой. В механической передаче такое невозможно, а в роботизированной возможно поскольку в ней две пары валов, если вы еще не забили.
Пока сцепление включено на первой паре, вторая пара, со следующей включенной передачей ждет своей очереди вступить в работу и как только сигнал от системы поступает, сервопривод (актуатор) включает сцепление на второй паре валов, а на первой сцепление отключается и включается третья передача, которая так же будет ждать своей очереди.
Схемы: drive.ru
На верхней схеме показана работа коробки DSG при включенной первой передаче, а на нижней схеме при включенной второй передаче.
Обратите внимание на отличие от механической коробки передач, в которой сцепление всегда находится во включенном состоянии и для переключения скоростей сцепление выжимается. В роботизированной же коробке сцепление постоянно находится в выключенном состоянии и подключается только в момент, когда необходимо передать момент через определенную пару валов коробки передач.
На сегодняшний день практически каждый автоконцерн имеет в своем автомобильном ряду модели с роботизированной коробкой. Правда, названия у этих коробок разные:
- DSG - Volkswagen (пожалуй, самая известная и скандальная)
- S-Tronic - Audi (принадлежит Volkswagen и наверняка есть что-то общее с DSG, но концерн это отрицает)
- Speedshift DCT - Mercedes-Benz
- DCT M Drivelogic - детище BMW
- PDK - Porsche (здесь плохую коробку вряд ли поставят);
- Twin Clutch SST - Mitsubishi
- Powershift - Ford
Преимущества и недостатки роботизированной КПП
Как и другие виды трансмиссий, коробка-робот имеет свои преимущества и недостатки, которые надо заметить, проявляются не во всех конструкциях. Очень многие не любят DSG, но ведь при этом Ferrari на свои автомобили ставит именно роботизированную коробку и это заставляет задуматься.
Преимуществ у РКПП достаточно много, и вот самые значимые из них:
- коробка-робот позволяет экономить расход топлива и ресурс двигателя;
- простота и доступность в ремонте и техническом обслуживании по сравнению с автоматом;
- доступная цена в сравнении со стоимостью АКПП;
Недостатки у коробки-робота также имеются, перечислим основные:
- низкая скорость (до 3 с) и возможные рывки при переключении передач - но это справедливо для коробок с одним сцеплением и, как известно, эта проблема уже решена;
- преодоление спусков или подъемов осуществляется только в полуавтоматическом режиме, в противном случае возможен перегрев сцепления;
- низкая эффективность для вождения в городских условиях, где лучше использовать полуавтоматический режим езды.
Но опять же эти все недостатки имеют лишь конструктивные причины, которые со временем могут быть решены, а возможно и уже решены, но пока дороговаты для массового потребителя и применяются только на дорогих автомобилях гоночного типа.
Несомненно и то, что несмотря на все имеющиеся на сегодняшний день недостатки, роботизированная КПП считается одной из наиболее перспективных видов трансмиссий будущего наряду с вариатором, в котором так же нужно решить одну важную проблему - ремень, который нужно сделать более долговечным и нерастяжимым.
Роботизированная коробка передач (РКПП, коробка-робот) состоит из почти обычной механической коробки передач, механизмов выбора передач и переключения сцепления, а также автоматической системы управления.
Основное назначение РКПП – принимать, передавать и преобразовывать крутящий момент от двигателя на колеса. РКПП удачно сочетает в себе преимущества АКПП и механической КПП в виде надежности, эффективности управления автомобилем и экономии топлива.
Хотя, на счет надежности, пожалуй, многие владельцы автомобилей с роботизированной коробкой захотят поспорить. Все знают нашумевшую историю с роботизированными коробками передач DSG концерна Volkswagen.
Но такие проблемы, скорее всего, носят временный характер. Роботизированные коробки передач относительно недавно стали разрабатываться для серийных автомобилей и совсем неудивительно, что с этим возникают проблемы.
В целом же они являются очень перспективными, поэтому сейчас производители автомобилей стараются разработать оптимальную конструкцию.
Устройство роботизированной КПП
По своей сути роботизированная коробка передач – это всем нам знакомая механическая коробка, в которой сцеплением и переключением передач управляет электроника и сервоприводы.
Давайте рассмотрим «начинку» роботизированной КПП, другими словами – ее устройство. И разбирать будем коробку с двойным сцеплением, поскольку полагаем, что именно такие коробки имеют будущее, в то время как коробки с одним сцеплением постепенно уйдут в прошлое.
Самый большой недостаток коробок с одним сцеплением – очень большое время переключения передач, что делает езду на автомобиле некомфортной и дерганой.
Роботизированная КПП состоит из следующих механизмов и деталей:
- Основной рабочий узел (аналог механической коробки), оснащенный двумя парами валов – первичным и вторичным (то есть всего четыре вала), к которым крепятся шестерни переключения передач. Одна пара валов отвечает за четные передачи и, соответственно, на них крепятся шестерни передач - 2, 4 и 6, а вторая пара валов обеспечивает нечетные передачи и задний ход – 1, 3, 5 и R. Кроме того каждая пара валов имеет собственное сцепление (коробка с двумя сцеплениями). Так же стоит отметить, что первичные валы находятся на одной оси, то есть один вал располагается внутри другого.
- Узлы-актуаторы представляют собой сервоприводные механизмы (работающие на электрике или гидравлике). Электрический тип привода – это не что иное, как электродвигатель с редуктором, а гидравлический тип привода представляет собой гидроцилиндр, управляемый клапанами электромагнитного типа (гидравлический более дорогой, но более быстрый и именно он используется в наиболее продвинутых РКПП). В роботизированной КПП могут устанавливаться актуаторы двух типов – для переключения передач и включения сцепления.
- Блок управления электронного типа представляет собой микропроцессор, осуществляющий контроль над работой всей роботизированной КПП через внешние датчики и исполнительные механизмы. Внешние (или входные) датчики позволяют получать информацию о скорости движения, рабочих оборотах двигателя, крутящем моменте, давлении масла и передавать эту информацию на управляющий блок. Механизмы исполнения предназначены для реализации всех задач, полученных от блока управления на основании заложенных программ. Сам блок соединяется с роботизированной коробкой при помощи бортового компьютера.
Принцип работы РКПП
Роботизированные КПП могут работать в автоматическом и полуавтоматическом (ручном) режимах. Режим-автомат предполагает управление коробкой передач через электронику на основании полученных данных от внешних датчиков, путем реализации выбранного алгоритма работы через исполнительные механизмы.
Полуавтоматический режим (ручной) предусматривает выбор и переключение передач вручную. Режим вручную позволяет осуществлять плавное переключение с низкой на высокую передачу, используя селекторный рычаг или подрулевые переключатели (лепестки).
Что касается общего принципа работы такой коробки передач, то он достаточно прост. При включении двигателя и выборе передачи включается первая скорость в коробке, затем включается сцепление и начинается движение.
При движении автомобиля на начальной передаче, роботизированная КПП готова включить следующую передачу. Управляющий блок принимает сигнал с последующим переключением на более высокую передачу и вторая передача включается одновременно с первой. В механической передаче такое невозможно, а в роботизированной возможно поскольку в ней две пары валов, если вы еще не забили.
Пока сцепление включено на первой паре, вторая пара, со следующей включенной передачей ждет своей очереди вступить в работу и как только сигнал от системы поступает, сервопривод (актуатор) включает сцепление на второй паре валов, а на первой сцепление отключается и включается третья передача, которая так же будет ждать своей очереди.
Схемы: drive.ru
На верхней схеме показана работа коробки DSG при включенной первой передаче, а на нижней схеме при включенной второй передаче.
Обратите внимание на отличие от механической коробки передач, в которой сцепление всегда находится во включенном состоянии и для переключения скоростей сцепление выжимается. В роботизированной же коробке сцепление постоянно находится в выключенном состоянии и подключается только в момент, когда необходимо передать момент через определенную пару валов коробки передач.
На сегодняшний день практически каждый автоконцерн имеет в своем автомобильном ряду модели с роботизированной коробкой. Правда, названия у этих коробок разные:
- DSG – Volkswagen (пожалуй, самая известная и скандальная)
- S-Tronic – Audi (принадлежит Volkswagen и наверняка есть что-то общее с DSG, но концерн это отрицает)
- Speedshift DCT – Mercedes-Benz
- DCT M Drivelogic – детище BMW
- PDK – Porsche (здесь плохую коробку вряд ли поставят);
- Twin Clutch SST – Mitsubishi
- Powershift – Ford
- TCT – Alfa Romeo
Преимущества и недостатки роботизированной КПП
Как и другие виды трансмиссий, коробка-робот имеет свои преимущества и недостатки, которые надо заметить, проявляются не во всех конструкциях. Очень многие не любят DSG, но ведь при этом Ferrari на свои автомобили ставит именно роботизированную коробку и это заставляет задуматься.
Преимуществ у РКПП достаточно много, и вот самые значимые из них:
- коробка-робот позволяет экономить расход топлива и ресурс двигателя;
- простота и доступность в ремонте и техническом обслуживании по сравнению с автоматом;
- доступная цена в сравнении со стоимостью АКПП;
Недостатки у коробки-робота также имеются, перечислим основные:
- низкая скорость (до 3 с) и возможные рывки при переключении передач – но это справедливо для коробок с одним сцеплением и, как известно, эта проблема уже решена;
- преодоление спусков или подъемов осуществляется только в полуавтоматическом режиме, в противном случае возможен перегрев сцепления;
- низкая эффективность для вождения в городских условиях, где лучше использовать полуавтоматический режим езды.
Но опять же эти все недостатки имеют лишь конструктивные причины, которые со временем могут быть решены, а возможно и уже решены, но пока дороговаты для массового потребителя и применяются только на дорогих автомобилях гоночного типа.
Несомненно и то, что несмотря на все имеющиеся на сегодняшний день недостатки, роботизированная КПП считается одной из наиболее перспективных видов трансмиссий будущего наряду с вариатором, в котором так же нужно решить одну важную проблему – ремень, который нужно сделать более долговечным и нерастяжимым.
Имея ранее ограниченный выбор трансмиссий, автолюбители при покупке транспортного средства могли отдать предпочтение только механике или автомату. Сейчас же активное развитие автомобильной индустрии привело к появлению новых трансмиссий, и выбор становится уже не таким простым. Интерес представляет коробка робот и автомат: в чём разница между этими трансмиссиями и как между ними выбирать?
Чем отличается робот от автомата
Чтобы понять, чем отличается коробка автомат от робота, стоит разобраться с принципом работы каждой из указанных трансмиссий и устройством системы в целом.
В основе автоматики система управления, гидротрансформатор и сама КПП планетарного типа с конкретными шестернями и фрикционами. Благодаря подобной конструкции скорости переключаются в автономном режиме без участия водителя. Ориентиром в данном случае являются такие параметры, как режим движения, нагрузка и обороты двигателя.
Читайте также очень познавательную статью нашего специалиста, рассказывающую о том, .
Актуальность установки автомата наблюдается на грузовых и легковых машинах, а также автобусах. Если автомобиль переднеприводный, конструкция АКПП дополняется дифференциалом и .
Первое, чем отличается робот от автомата — особая конструкция, сочетающая в себе возможности механической и автоматической КПП. По сути, механика в данном случае дополнена автоматическим управлением с исполнительными механизмами, которые отвечают за переключение передач и работы сцепления. Переключение происходит аналогичным образом, как в случае с механической трансмиссией, но водитель в этом не участвует.
Первостепенной целью создания роботизированной КПП являлось снижение стоимости трансмиссии и одновременное слияние всех преимуществ механики и автомата. Речь идёт об удобстве управления и комфорте. В результате существует несколько вариантов устройства системы.
- На примере автомобилей BMW серии M можно рассмотреть наиболее качественную и известную РКПП под названием Sequental M Gearbox (SMG). Коробка передач 6-ступенчатая, механическая, при этом электронная управляемая гидравлика отвечает за переключение скоростей и отключение сцепления. Передачи переключаются за 0,08 сек.
- На примере Mercedes-Benz A-класса можно рассмотреть другой принцип, где электрогидравлический привод сцепления установлен на базе механики. В переключении скоростей водитель участвует, но педалей здесь только две. Электрический привод самостоятельно отслеживает положение рычага и педали газа, поэтому сцепление в данном случае отсутствует и отключается в автоматическом режиме. Цифры на ABS и датчиках двигателя помогают электронике в расчеёах, чтобы избежать рывков при переключении и резкого прекращения работы двигателя.
- На примере автомобилей Ford и Opel можно рассмотреть третий принцип, где гидронасосы заменены шаговыми двигателями. Несмотря на бюджетность такого варианта, на практике он получился не слишком удачным, что выражается в задержке переключения скоростей и сильных рывках. Тем не менее на Toyota Corolla установлена аналогичная трансмиссия, и упомянутые недостатки здесь отсутствуют.
Основные отличия АКПП от РКПП
Итак, коробка робот и автомат: в чём разница между этими двумя трансмиссиями?
- Первое отличие в конструкции. В случае с роботом это механика с блоком управления, устройство автоматики совсем другое.
- Плавность и скорость переключений у автоматики лучше.
- Почти все АКПП лишены функции ручного переключения, тогда как у роботизированной трансмиссии данная функция присутствует.
- Еще одно отличие робота от автомата заключается в бюджетном ремонте и обслуживании первого.
- Экономия также выражается в том, что робот потребляет меньше масла и топлива.
Преимущества и недостатки трансмиссий
Чтобы окончательно сделать выводы о том, что лучше: робот или автомат, стоит проанализировать положительные и отрицательные стороны каждой из трансмиссий.
Сравнительная характеристика преимуществ и недостатков автоматики представлена далее.
| Преимущества | Недостатки |
|
|
На очереди анализ преимуществ и недостатков роботизированных трансмиссий.
| Преимущества | Недостатки |
|
|
Выбирая, что лучше: робот или автомат, стоит ориентироваться на три основных принципа – комфорт, стоимость и надёжность.
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
Классический селектор роботизированной КППИтак, 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:
| Производитель | Название | Производитель | Название |
|---|---|---|---|
| Renault | Quickshift | Toyota | MultiMode |
| Peugeout | 2-Tronic | Honda | i-Shift |
| Mitsubishi | Allshift | Audi | R-Tronic |
| Opel | Easytronic | BMW | SMG |
| Ford | Durashift/Powershift | Volkswagen | DSG |
| Fiat | Dualogic | Volvo | Powershift |
| Alfa Romeo | Selespeed |
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 . Мы же продолжим разговор о КПП с одним сцеплением.
Устройство робота достаточно простое и включает в себя следующие элементы:
- механическая часть;
- сцепление;
- приводы;
- 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:
- входные датчики;
- электронный блок управления;
- исполнительные устройства (актуаторы).
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.
| Параметр | Робот | Автомат |
|---|---|---|
| Конструкция устройства | Проще | Сложнее |
| Эксплуатация и ремонт | Дешевле | Дороже |
| Потребление масла и топлива | Меньше | Больше |
| Динамика разгона автомобиля | Лучше | Хуже |
| Вес коробки | Меньше | Больше |
| КПД | Выше | Ниже |
| Поведение машины при переключении передач | Рывки, «эффект задумчивости» | Плавное движение без рывков |
| Возможность отката автомобиля на уклоне | Есть | Нет |
| Ресурс двигателя и сцепления | Меньше | Больше |
| Управление автомобилем | Сложнее | Проще |
| Необходимость переключения рычага в нейтральное положение при остановке | Да | Нет |
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.
| Параметр | Робот | МКПП |
|---|---|---|
| Стоимость коробки и ее обслуживание | Дороже | Дешевле |
| Рывки при переключении передач | Меньше | Больше |
| Расход топлива | Чуть меньше | Чуть больше |
| Ресурс сцепления (зависит от конкретной модели) | Больше | Меньше |
| Надежность | Меньше | Больше |
| Комфорт | Больше | Меньше |
| Конструкция | Сложнее | Проще |
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.
Современные автомобили все чаще оснащаются коробками передач роботизированного типа. В обиходе такие коробки еще называют «роботами». Само наименование «роботизированная КПП» указывает на то, что действиями водителя с учетом условий движения автомобиля, формируется «входная информация» для электронного блока коробки (робота), который, посредством заложенных алгоритмов, руководит работой всего узла. Главным преимуществом роботизированных коробок передач является то, что эти агрегаты эффективно сочетают комфорт и удобство в эксплуатации привычной автоматической коробки с надежностью и топливной экономичностью обыкновенной «механики». Кроме того, как правило, коробка-робот существенно дешевле традиционной автоматической коробки. Сегодня «роботы» устанавливаются как на дорогие модели премиум-класса, так и на автомобили массового и даже бюджетного сегмента.
Роботизированная коробка передач способна работать в автоматическом, а также полуавтоматическом режимах. Для водителя работа роботизированной КПП будет практически неотличима от работы обычной коробки-автомата. При достижении определенной скорости движения электронный блок, на основании поступающих сигналов от входных датчиков, обеспечивает нужный алгоритм работы коробки при помощи исполнительных механизмов. Помимо этого, любая роботизированная коробка передач обладает функцией ручного переключения передач, называемой . Правда, в отличие от обычной «механики», при ручном переключении рычаг «робота» не нужно устанавливать в конкретное положение, определенное для той или иной передачи. Переключение в ручном режиме производится последовательно с низшей на высшую передачу и наоборот простым покачиванием селектора вперед или назад. Иногда роботизированную КПП, благодаря особенности последовательного переключения передач в ручном режиме, называют еще секвентальной (sequensum – последовательность). Для некоторых разновидностей роботизированных коробок дополнительно предусмотрены подрулевые лепестки, при помощи которых можно переключать передачи, не отрывая рук от рулевого колеса.
Устройство роботизированной коробки передач
Роботизированные коробки разных производителей могут несколько разниться по конструкции, но общий принцип функционирования таких агрегатов единый – любая роботизированная КПП представляет собой механическую коробку передач, которая наделена системой, управляющей передачами и сцеплением.
В коробках-«роботах» применяется фрикционный механизм сцепления. Для этого может использоваться отдельный диск, либо набор фрикционных дисков. Многие современные роботизированные коробки передач оборудуются системой двойного сцепления, при помощи которой обеспечивается передача крутящего момента с постоянным потоком мощности. Учитывая что основой любой роботизированной коробки передач является агрегат механического типа, производители используют, как правило, уже готовые решения. Так, к примеру, известный агрегат Speedshift, выпускаемый на мощностях Mercedes-Benz, построен на основе коробки 7G-Tronic, у которой гидротрансформатор заменен на многодисковое сцепление фрикционного типа. А для создания баварской роботизированной коробки SMG использован шестиступенчатый механический агрегат, доработанный сцеплением с электрогидравлическим приводом.
Примечательно, что «роботы» могут располагать, как гидравлическим, так и электрическим приводом передач и сцепления. Исполнительными узлами электрического привода коробки выступают сервомеханизмы (механическая передача с электромотором). Работа гидравлического привода коробки-робота осуществляется при помощи гидроцилиндров, управляемых электромагнитными клапанами. Подобная разновидность привода нередко именуется электрогидравлическим приводом. В некоторых роботизированных коробках передач, оснащаемых приводом электрического типа, например, Durashift, устанавливаемых на ряд моделей Ford, применяется гидромеханический блок, комплектуемый электродвигателем, который перемещает главный цилиндр привода сцепления.
Коробки-роботы с электроприводом устанавливают обычно на недорогие модели массовых брендов. Ведь электропривод, хотя и отличается невысоким энергопотреблением, не может обеспечить высокую скорость работы – переключение передачи составляет от 0.3 до 0.5 секунды. Система гидропривода в коробке требует наличие постоянного давления, достигаемое более высоким энергопотреблением. Роботы с гидравлическим приводом намного более быстродейственны – нередко роботизированные коробки с гидроприводом устанавливают даже на спортивные автомобили.
Управление «роботом» обеспечивается электронной системой, ответственной за включение и работу блока управления, входных датчиков и исполнительных механизмов. Такие основные параметры, как частота вращения, положение селектора или состояние вилок включения передачи, а также температура и давление масла (для системы с гидравлическим приводом) считываются датчиками и передаются к блоку управления. Затем электронный блок, на основании заложенной программы, вызывает необходимые воздействия на механизмы-исполнители. Стоит отметить, что в роботизированной КПП с гидроприводом система управления дополнена блоком, обеспечивающим функционирование гидроцилиндрами и обеспечивающим необходимый уровень давления.
В зависимости от типа привода, роль исполнительных механизмов роботизированной КПП выполняют электромоторы или электромагнитные клапаны, которыми оснащаются гидроцилиндры.
Коробка-робот с двойным сцеплением
Широкое распространение за последние пару лет получили роботизированные коробки передач с системой двойного сцепления. Дело в том, что главным недостатком стандартной коробки-робота считается довольно длительное время, требуемое агрегату на переключение передачи. Зачастую это вызывает провалы в динамике и рывки при активном стиле вождения, что негативно сказывается на уровне комфорта всей поездки в целом. Такая негативная особенность отпугивает немалое количество потенциальных автолюбителей от перспективы приобретения автомобиля, оборудованного роботизированной коробкой передач. Решением проблемы стало использование системы двойного сцепления, которая исключает разрыв потока мощности в момент переключения передачи. Двойное сцепление дает возможность выбрать требуемую передачу еще при включенной предыдущей передаче, и, в случае необходимости, включить следующую передачу не допуская перерыва в работе КПП. Благодаря такой конструктивной характеристике коробки передач с двойным сцеплением получили название преселективных коробок передач.
Еще одно важное достоинство коробок с двойным сцеплением – быстродействие при переключении передач. Здесь скорость перехода с одной передачи на другую зависит исключительно от скорости работы муфт. Так, «роботы» DSG от Volkswagen тратят на переключение не более 0.2 сек., а агрегаты DCT M Drivelogic, производимые компанией BMW, – всего 0.1 cек. Кроме того, «робот», оборудованный двумя сцеплениями, представляет собой весьма компактный агрегат, что особенно актуально для небольших городских малолитражек.
Отличия «робота» от «автомата»
Неискушенный автомобилист может не найти отличий между автомобилями, оборудованными автоматической и роботизированной коробками передач. Ведь в салонах таких машин отсутствуют педали сцепления, а селекторы переключения передач выглядят практически одинаково. Но на самом деле, с технической точки зрения, эти агрегаты значительно различаются между собой. Более того, конструктивно робот даже больше схож с механической коробкой. В отличие от «робота» или стандартной МКПП, основными узлами автоматической коробки являются редуктор и гидротрансоформатор, обеспечивающий плавное переключение передач. Именно гидротрансформатор выполняет функцию сцепления обычной МКПП, которым оснащается и РКПП. Таким образом, «робот» является механической коробкой передач, у которой за своевременность переключения передач отвечает электронный блок. А сами переключения производятся автоматически, посредством гидравлики и электронного управления.
Преимущества и недостатки роботизированных коробок передач
Оценивая плюсы и минусы роботизированных коробок передач, стоит отметить, что «робот» удобнее МКПП, ведь здесь не приходится постоянно орудовать рычагом переключения, а отсутствие необходимости выжимать педаль сцепления значительно уменьшает утомляемость водителя. Относительно АКПП, роботизированные коробки обеспечивают большую топливную экономичность и, как правило, имеют меньшую массу. Расход топлива у автомобиля с РКПП приближен к топливному расходу машины с «механикой». Стоимость роботизированной коробки передач также ниже по сравнению с коробкой-автоматом.
Что касается недостатков, то основные из них были названы выше – это ощутимые рывки и дергания при переключении передач, свойственные бюджетным автомобилям, оборудованным «роботами». Мало кого порадуют и длительные паузы при переходе с одной передачи на другую. Кроме того, начиная движение в горку, машина с РКПП, как и автомобиль с механической коробкой, может немного откатиться назад.
Впрочем, для объективности картины, стоит отметить, что все перечисленные недостатки устранены на агрегатах с двумя сцеплениями. Роботизированные коробки передач такого типа можно было бы считать оптимальными агрегатами, если бы не их высокая цена.
