Устройство и принцип работы роботизированной КПП с одним сцеплением
Робот с гидроприводами переключения передач
Роботизированная КПП может быть с одним и с двумя сцеплениями. С роботом с двумя сцеплениями можно ознакомиться в статье про Powershift. Мы же продолжим разговор о КПП с одним сцеплением.
Устройство робота достаточно простое и включает в себя следующие элементы:
- 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).
Схема работы РКПП
Входные датчики отслеживают основные параметры работы КПП. К ним относятся частота вращения, положение вилок и селектора, уровень давления и температура масла. Все данные передаются в блок управления, который контролирует актуаторы. Исполнительное устройство, в свою очередь, управляет работой сцепления с помощью сервоприводов.
В роботизированной АКПП гидравлического типа система управления дополнительно оснащена гидравлическим блоком управления. Он управляет работой гидроцилиндров.
Принцип работы робота осуществляется двумя способами: автоматическим и полуавтоматическим. В первом случае коробка управляется через определенный алгоритм, который задается блоком управления на основе сигналов датчиков. Во втором – принцип работы идентичен ручному переключению передач. Передачи с помощью рычага селектора последовательно переключаются с высшей на низшую, и наоборот.
Диагностика КПП Ауди А6
| Механизм | Признаки |
| Проверка уровня трансмиссионного масла | Отвинчиваем контрольную пробку, если жидкость вытекает, значить уровень достаточный. В противном случае восполняем недостающее количество |
| Проверка качества масла | Не должно быть запаха гари, мутного осадка, темного цвета. Естественная цветовая гамма светло-коричневая с незначительным потемнением. Оттенок зависит от количества химических компонентов, добавленных в состав. Замена масла по мере необходимости |
| Проверка целостности поддона | Демонтаж, очистка сепарирующих магнитов, фильтра, общий осмотр корпуса на отсутствие трещин. Наличие крупной металлической стружки – первый признак выхода из строя гидротрансформатора. Медная стружка – износ валов, насоса. Магнитящая стружка – фрикционы |
| Проверка давления масла при помощи специального измерительного прибора | Оборудование подключаем к резьбовому отверстию на заливной горловине КПП. Запускаем двигатель, работает на холостом ходу, поэтапно переводим селектор (рычаг) в положение первой и последующих передач. В этот момент прибор фиксирует минимальное и максимальное давление. По итогам, сопоставляет результаты со стандартами в инструкции по эксплуатации |
| Тест на пробуксовку | Нажимаем на педаль тормоза, после чего нажимаем педаль акселератора. В исправном состоянии сцепления мотор захлебывается от нагрузки, но обороты не развивает. В противном случае – пробуксовка, рев мотора |
Преимущества и недостатки роботов в сравнении с другими коробками-автомат
Итак, чтобы понять, чем роботизированная коробка отличается от аналогов, нужно рассмотреть ее особенности, устройство и принцип работы. Начнем с того, что основным преимуществом любого автомата по сравнению с механикой является комфорт, так как водителю не нужно самостоятельно переключать передачи при езде. При этом каждая из автоматических трансмиссий справляется с этой задачей, но имеются отличия.
Так вот, если коротко, самой комфортной КПП на сегодня является бесступенчатый вариатор CVT, затем можно выделить «классическую» гидромеханическую АКПП и роботы DSG/Powershift, а уже в конце списка в плане комфорта находится коробка-робот с одним сцеплением.
При этом, как уже было сказано выше, каждый тип КПП имеет свои сильные и слабые стороны. Теперь давайте рассмотрим коробку передач робот более подробно.
Изначально такая коробка была разработана еще на заре автомобилестроения, однако целый ряд проблем и отсутствие технологий не позволили в те годы создать агрегат, который имел бы возможность составить конкуренцию набирающим популярность гидромеханическим АКПП.
Однако от такой идеи не отказались, в результате чего благодаря современным технологиям сравнительно недавно появились коробки-роботы. Если просто, КПП робот представляет собой обычную механику, однако работой сцепления и процессом переключения передач управляют отдельные сервомеханизмы вместо водителя.
Преимущества по сравнению с АКПП и вариатором очевидны: проста конструкции и дешевизна производства, возможность установки такой трансмиссии в паре с любыми двигателями, доступное обслуживание, неплохая ремонтопригодность. Также следует отметить сниженный расход топлива и повышенную благодаря этому экологичность.
Прежде всего, пострадал комфорт. На однодисковых РКПП (с одним сцеплением) рывки, задержки, провалы при понижении и повышении передач являются нормой. Получается, в плане комфорта этим агрегатам очень далеко до АКПП или CVT. Еще одним слабым местом роботов оказались сами сервомеханизмы (сервоприводы, актуаторы).
Чтобы было понятно, устройство представляет собой электромотор с редуктором и исполнительный механизм, также возможна установка гидравлических актуаторов (в зависимости от той или иной коробки). Так вот, данные элементы имеют небольшой срок службы (около 80-100 тыс. км.), зачастую плохо поддаются ремонту и достаточно дорогие.
Естественно, конкурировать с другими автоматами такие РКПП не способны. Главное их преимущество — доступная цена, что позволяет активно оснащать данными КПП бюджетные авто без значительного увеличения себестоимости самого автомобиля.
С учетом таких недостатков производители сравнительно недавно представили еще одну версию роботизированных коробок передач — преселективный робот с двойным сцеплением. Наиболее известным типом является DSG от Volkswagen.
Такая коробка представляет собой условно две механические КПП в одном корпусе (одна с четными, другая с нечетными передачами). Агрегат имеет уже два сцепления, что позволяет переключать передачи за доли секунды.
Хотя ресурс и надежность таких КПП выше, чем у однодисковых аналогов, слабым местом все равно принято считать узлы сцепления, а также возникает ряд проблем с исполнительными механизмами, мехатроником и т.д. Ремонт таких коробок также является очень дорогим.
При этом роботы, как с одним диском, так и с двойным сцеплением, являются менее надежными по сравнению с МКПП. Это значит, что на такой коробке все равно не рекомендуется буксовать, перевозить тяжелые грузы, буксировать прицеп, активно ездить по бездорожью и т.д.
Другими словами, преселективный робот является симбиозом механики и классического автомата со всеми вытекающими последствиями. Хотя гидротрансформатор (ГДТ) отсутствует, чувствительный, сложный в ремонте и дорогой гидроблок никуда не делся. Также следует отметить и большое количество датчиков и электроники, которая также не отличается надежностью.
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.
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 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.
Преимущества и недостатки трансмиссий
Чтобы окончательно сделать выводы о том, что лучше: робот или автомат, стоит проанализировать положительные и отрицательные стороны каждой из трансмиссий.
Плюсы и минусы АКПП
Сравнительная характеристика преимуществ и недостатков автоматики представлена далее.
| Преимущества | Недостатки |
|
|
Рекомендуем: Ваши действия при ДТП
Плюсы и минусы РКПП
На очереди анализ преимуществ и недостатков роботизированных трансмиссий.
| Преимущества | Недостатки |
|
|
Неисправности роботизированной КПП
Все неисправности роботизированной трансмиссии делятся на два вида:
- проблемы, связанные с электроникой;
- механические поломки.
Различного рода поломки обычно сопровождаются характерными признаками:
- на панели приборов автомобиля загорается лампа, фиксирующая неисправность в КПП;
- начинает буксовать сцепление;
- машина двигается с рывками;
- во время движения возникают различные шумы;
- при увеличении оборотов двигателя автомобиль не набирает скорость.
Поломки в механической части коробки-робота случаются такие же, что и в МКПП:
- ломаются зубья шестерен;
- изнашиваются вилки переключения передач;
- начинают шуметь подшипники.
В электронике РКПП все неисправности можно разделить на три основных вида:
- нарушения режим работы блока управления;
- выход из строя электроприводов;
- отказ датчиков.
На роботизированных коробках устанавливается два типа сцепления – «сухое» и «мокрое».
Первый вид работает как обычное сцепление, но испытывает больше нагрузок, «мокрый» тип «купается» в масле.
В процессе эксплуатации в масло попадает различный мусор, образующиеся вследствие износа фрикционов, забивается фильтр, и соленоиды выходят из строя.
«Сухое» сцепление из-за повышенных нагрузок нередко перегревается, и поломка может случиться достаточно рано.
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.
Устройство и принцип работы АКПП
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.
Актуальность установки автомата наблюдается на грузовых и легковых машинах, а также автобусах. Если автомобиль переднеприводный, конструкция АКПП дополняется дифференциалом и главной передачей.
Устройство и принцип работы РКПП
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.
Плюсы и минусы роботизированной коробки
Ориентация многих производителей на роботизированные коробки передач говорит об многих перспективах их использования. Конечно, в большинстве моделей подобные КПП устанавливают в качестве эксперимента, ведь водители с опаской смотрят в сторону незнакомых технологий, предпочитая механику или автомат. Но в плане совокупности удобства, эксплуатационного ресурса и стоимости обслуживания, роботизированные модели находятся на первом месте.
Плюсы:
- Высокая надежность. Это обусловлено схожестью с механической коробкой передач. Она более долговечна, чем вариатор и стандартный вариант автомата.
- Продолжительная служба сцепления. Благодаря контролю его выжимания электронной системой, ресурс увеличивается на 1/3.
- Меньшее количество масла. Для работы робота достаточно около 3 л. В вариатор требуется заливать в среднем более 8 л. При существующих ценах на автомобильное масло получается значительная экономия.
- Ручное переключение. Многие модели роботизированных коробок позволяют водителю переключаться с режима автоматического изменения скоростей в ручной. Это полезно, когда автомобиль буксует. Только учтите, что при буксовке можно сбить датчики системы, поэтому прибегайте к ней только в случае крайней необходимости.
- Расход топлива. Он приближен к минимальному значению. Это возможно благодаря той же системе механической КПП.
- Большое количество передач. На автомобиле может быть установлена РКПП с 6 скоростями, что положительно сказывается на расходе бензина и работе двигателя. Если сравнивать с автоматом на 6 передач, то стоимость работа будет в разы ниже.
Минусы:
- Нестабильность. Настойка электронных узлов, отвечающих за работу роботизированной коробки, является настолько тонким делом, что даже 2 машины одной модели могут отличаться в работе. Но это возможно только в случае, если производство автомобилей с подобным типом КПП только налаживается. Компании с опытом уже научились добиваться стабильности.
- Задержка в переключении до 2 секунд. Процесс обработки информации и передачи команды в исполнение может немного затягиваться. В результате скорость медленнее, чем на АКПП.
- Невозможность настройки. Этот недостаток относится далеко не ко всем роботизированным моделям. Но есть роботы, программу управления которых невозможно корректировать под определенный стиль вождения. К примеру, вы привыкли к скорости, а коробка настроена на экономию (переключение выполняется на низких оборотах). В таком случае езда будет недостаточно комфортной.
- Рывки при переключении или начале движения. Такой минус исправляется с помощью изменения программы или полной замены робота (блока управления).
- Проблемы с ПО. С коробками некоторых производителей возможны проблемы в виде сбоев прошивки, которые могут влиять на скорость переключения передач. В некоторых случаях может не включаться определенная передача или же все вместе.
Можно подвести небольшой итог: коробка передач робот является достойной альтернативой, как автомату, так и обычной механике. Только перед покупкой определенной модели нужно почитать отзывы и хорошо ознакомиться с характеристиками. Если нет уверенности в производителе, то покупка будет напоминать игру в русскую рулетку. По отзывам владельцев автомобилей с роботизированными коробками, хорошо показывают себя в эксплуатации модели компании Opel. Но вот машины Toyota с подобным типом КПП лучше не покупать.
Выводы
Все большую популярность среди автолюбителей набирает коробка передач робот. «Форд» также комплектуется этим новым устройством. Следует заметить, что такая трансмиссия очень удобная, функциональная и при этом неприхотливая. К сожалению, пока не все машины работают с ней, но нередко за дополнительную плату можно поменять коробку передач на эту. Если есть какие-то опасения, что могут возникнуть непредвиденные ситуации, то можно прочесть отзывы о машине, оснащенной такой трансмиссией, и понять, подходит ли такой вариант вам или нет. Как правило, многие водители полностью довольны своим выбором
Именно поэтому при покупке машины лучше обратить внимание на подобные модели
Заключение
Разобрав плюсы и минусы роботизированной коробки передач, можно отметить, что такой автомобиль пойдет на любителя. Те, кто желают сэкономить на топливе и масле будут рады иметь у себя такой вариант. Также любители определенного вида езды, подобрав для себя необходимое программное обеспечение, будут очень довольны находясь за рулем.
Статистика показывает, что такой вид механизма становиться все более популярным
Экономия масла и топлива привлекает к себе внимание
Никто уже не считает сколько машин внедрили в себя данную технологию, важно то, как она ведет себя на дороге. Кто знает, может уже через несколько лет они заменят все стандартные варианты, ведь мир продолжает погружаться в прогресс и использовать практически везде современные технологии
Кто знает, может уже через несколько лет они заменят все стандартные варианты, ведь мир продолжает погружаться в прогресс и использовать практически везде современные технологии.
