Коробка передач робот принцип работы. Плюсы и минусы коробки-робота

Прогресс не стоит на месте, а желание человека сделать свой быт более удобным, подталкивает его на все новые изобретения. Стараясь облегчить жизнь водителя по многочисленным пробкам, производители автомобилей постоянно совершенствуют свои детища, применяя всевозможные новшества. Вот и к механической коробке передач на автомобиле придумали автоматическое сцепление . Сложив совместно понятия автомат и механика, конструкторы получили устройство под названием роботизированная коробка передач, совместившее в себе плюсы и минусы обоих агрегатов.

Устройство роботизированной коробки

Многие автовладельцы полагают, что роботизированная коробка представляет собой обычный автомат с какими-то особенностями. Но это не так. За основу конструкции разработчики взяли механическую коробку, более надежную, чем автоматическая, добавив к ней специальные устройства, отвечающие за выжим сцепления с переключением передач.

В обычной механике переключением передачи с выжимом сцепления заведует непосредственно водитель. Он самостоятельно, ориентируясь на дорожную ситуацию используя педаль сцепления с рычагом КПП, выбирает необходимую передачу согласно времени ее включения. Изобретатели решили исключить водителя из этой цепи, доверив все действия автоматике и компьютеру. Установив узлы-актуаторы, они сделали возможным автоматическое переключение роботизированной коробки, основой которой осталась механика.

Роботизированная механическая коробка передач, совместила положительные моменты постой механики и автомата – топливную экономичность, простоту ремонта и прочее с возможностью езды в автоматическом режиме без использования педали сцепления. При этом она сохранила возможность ручного управления при помощи рычага или подрулевых переключателей по принципу Типтроника.

Принцип работы

Коробка робот работает при помощи узлов-актуаторов. Получая информацию о скорости движения, оборотах двигателя, датчиков ABS и ESP с бортового компьютера и действуя через свою механическую часть, они выжимают сцепление, перемещают синхронизаторы в коробке, выбирая необходимую передачу. Сервопривод, ответственный за сцепление, приняв необходимую команду, рассоединяет первичный вал с двигателем. В это время второй сервопривод, выбрав нужную передачу, включает ее. После включения первый актуатор восстанавливает сцепление, и автомобиль продолжает движение.

Сервоприводы, которые имеет робот, могут быть двух видов – электрические и гидравлические. Электрический представляет собой шаговый электродвигатель, перемещающий через редуктор свою исполнительную часть. Гидравлический привод воздействует через гидроцилиндр, получающий команды от электронного блока управления. Поэтому его еще называют электрогидравлическим.

Плюсы и минусы роботизированной коробки передач

1. Коробка робот, выполненная на базе механики, обладает высокой надежностью по сравнению с автоматом и вариатором;
2. Рабочий объем роботизированной коробки значительно меньше автоматической, и, значит, меньше количество используемого масла;
3. Сцепление робота имеет увеличенный на 30 процентов ресурс;
4. Почти все модификации имеют функцию переключения передач вручную по принципу Типтроника на автомате;
5. Робот дешевле при производстве и ремонте по сравнению с вариаторной и автоматической коробками;
6. Роботизированная коробка передач весит намного меньше, чем автоматическая, что дает ей преимущество для установки на малолитражные автомобили;
7. Позволяет снизить расход топлива при равных условиях по сравнению с использованием всех остальных видов коробок передач.

Помимо достоинств робот имеет следующие недостатки:

1. Коробка передач робот с электрическим сервоприводом обладает значительной задержкой переключения, достигающей 2-х секунд, которая вызывает дискомфорт при разгоне и динамичной езде;
2. При использовании гидравлического привода применяется тормозная жидкость, которая постоянно находится под давлением, ускоряя процесс переключения до 0,05 секунды. Но гидравлический привод существенно дороже в устройстве, он повышает энергонагруженность мотора, являясь уделом дорогих автомобилей или спорткаров;
3. На обычном роботе отсутствует возможность адаптации под стиль езды водителя. Если автомат может подстроиться, то робот поддерживает только один стиль, который установлен как прошивка в блоке управления.

Преселективная коробка передач. Движение в верном направлении

Из-за своих недостатков коробка переключения передач робот была встречена первыми покупателями довольно негативно. Основная претензия была в том, что робот работает с рывками во время движения. Но конструкторы, видя перспективу конструкции в ее простоте и дешевизне, не отказались от производства, продолжив поиски решения.

Для исправления ситуации, с целью избежать задержек переключения, производители предложили использовать коробку с двумя независимыми сцеплениями. Такое решение позволило полностью избавиться от рывков и задержек, увеличив динамику автомобиля, добавив комфорт водителю с пассажирами.

Первыми, кто начал серийно выпускать такие устройства, были Ауди и Фольксваген, начавшие устанавливать коробки DSG и S-Tronic на свои автомобили с 2003 года.

Двойное сцепление дало возможность включать последующую передачу при уже включенной передаче, переходя на нее без перерыва в работе коробки, сохранив тягу в полном объеме. Поэтому другое название коробки с двойным сцеплением – преселективная, что означает предварительно выбранная.

Если обычная коробка в устройстве имеет по одному первичному и вторичному валу, то такая получила в свою конструкцию их по два, предназначенных для четных и нечетных передач. При этом первичные валы вставлены один в другой по принципу матрешки, соединяясь с двигателем каждый отдельным многодисковым сцеплением.

При включении первой передачи на одном из вторичных валов в начале движения замыкается первое сцепление, автомобиль трогается. Умная электроника, понимая, что дальше должна быть вторая замыкает следующую шестерню на другом вторичном валу, но второе сцепление остается при этом разомкнутым, не внося конфликта в работу коробки. Как только необходимая скорость будет достигнута, произойдет одновременное выключение первого сцепления с включением второго. И так далее. При торможении процесс аналогичный, только в обратную сторону. Получается, что у такой коробки одновременно включены две передачи, что еще раз подтверждает ее название преселективная.

Скорость переключения преселективной коробки робота очень высока, превышающая по своим показателям скорости работы некоторых спортивных автомобилей. Например, робот серийного Гольфа имеет скорость переключения 8 миллисекунд, что меньше времени моргания глаза, а у Феррари Энзо роботизированная коробка переключается за 150 миллисекунд. Почувствуйте разницу, как говорят.

Достоинства и недостатки

Совместив лучшее от всех разработок, коробки передач с двойным сцеплением стали экономичнее и быстрее обычных механических. При этом они более комфортны для пассажиров, чем другие. Обладая малыми габаритами, роботы предпочтительнее в использовании для малолитражных автомобилей по сравнению с автоматическими коробками.

Но несмотря на обилие плюсов, есть значительные минусы. Недостатками преселективной коробки является ее сложность ремонта при высокой стоимости производства. До недавнего времени также была проблема при передаче большого крутящего момента, но сейчас она уже решена.

Подводя итоги

И сегодня многие именитые производители, такие как Ауди, Фольксваген, Опель, Фиат, и даже Порше признали перспективность этого направления, все больше склоняясь к использованию роботов в массовом производстве. Учитывая все положительные моменты при удешевлении производства, роботизированные коробки скоро полноценно войдут в жизнь автомобилистов, значительно потеснив механику с автоматом.

Да Нет

При упоминании словосочетания «автоматическая коробка передач » большинство автолюбителей представляют селектор выбора режима вместо обычного рычага переключения скоростей и две педали вместо трех.

И только профессионалы и люди, владевшие различными автомобилями знают о том, что «автоматы» бывают разные по устройству и принципу работы.

В этой статье будет рассмотрена роботизированная коробка передач или так называемый коробка передач «робот».

Она отличается от обычной механической коробки наличием развитого электронного блока управления, который занимается анализом режима движения автомобиля и передает команды электроприводам для включения нужной передачи, в зависимости от степени давления на педаль газа.

Но при этом ее роднит с обычной коробкой наличие сцепления и привычной механической составляющей из первичного и вторичного валов с шестернями на них. Только управление сцеплением и выбором передач осуществляют различные моторчики.

Устройство роботизированной коробки передач

Коробка передач, естественно, для каждого автомобиля имеет оригинальную конструкцию. Но, несмотря на это, можно выделить основные элементы, имеющиеся у каждого подобного агрегата:

1. Сцепление
2. Механическая часть
3. Приводы сцепления и включения передач
4. Электронный блок управления

Теперь, когда известны основные элементы, появляется возможность разобраться в том, как работает этот агрегат. Но для этого сначала потребуется вспомнить принцип работы обычной «механики».

Там существуют два вала – первичный (или ведущий) и вторичный (или ведомый), на которых закреплены шестерни. Первичный вал вращается при включенном сцеплении т.к. ему передается крутящий момент двигателя. При соединении определенных шестеренок этих двух валов, двигатель уже будет вращать кроме валов еще и колеса.

Но есть одна особенность — на ведущем валу шестерни закреплены и вращаются вместе с валом, а на ведомом – имеют возможность свободно вращаться и поэтому, при включении нейтральной передачи, машина остается неподвижной.

Для включения нужной передачи требуется отключение первичного вала от двигателя. После прекращения работы сцепления , с помощью рычага выбора передач, через систему тяг начинают перемещаться синхронизаторы. Они и блокируют на вторичном валу шестерню выбранной передачи и при включении сцепления обороты двигателя с заданным передаточным числом через главную передачу передаются на колеса.

В роботизированной коробке происходят точно такие же процессы. Только процедурами управления занимаются различные приводы, гидравлические или электрические. Важно знать, какие приводы управляют коробкой.

• Если они гидравлические – работа по переключению будет производиться быстро, но потребуются дополнительные энергетические затраты для поддержания давления системы и приведения приводов в действие.
• В случае с электрическими приводами возможны задержки в их работе, но затраты на работу этих моторчиков минимальны.

Итак, становится ясно, что при простом нажатии педали газа происходит множество действий, о которых заботится электронный блок, отправляя команды электроприводам.

Конструктивные особенности и недостатки

Как это обычно бывает, у каждой вещи существуют положительные и отрицательные стороны. Роботизированная коробка передач не стала исключением из этого правила.


На большинстве автомобильных форумов владельцы автомобилей с коробками передач «робот» отмечают долгий момент переключения скоростей.

Это происходит из-за того, электроника пытается избежать «рывков» при включении сцепления и тратит много времени на их смыкание. Поэтому, тем кто только начал пользоваться автомобилями с данным типом коробки, переключение кажется заторможенным.

Каждый из производителей борется с этой проблемы собственными разработками. Например, так появились коробки с двойным сцеплением, разработанные концерном Volkswagen. Такую разработку стали называть преселективная коробка передач.

А компания Opel совместно с фирмой Ricardo представила для собственной коробки Easytronic единый привод сцепления и выбора передач. Благодаря этому уменьшились время переключения между скоростями и общий вес конструкции.

Еще одним недостатком называют перегрев сцепления при движении в пробке. А также ранний выход из строя приводов сцепления и выбора передач из-за тех же пробок и, как следствие, резких стартов.


«Неужели так много у них недостатков?» – задаетесь вы вопросом. Ничего подобного!

По сравнению с обычной автоматической трансмиссией, к преимуществам «робота» зачисляют малый вес конструкции в целом, возможность экономии топлива в сравнении с обычным гидравлическим «автоматом», а также наличие ручного режима переключения передач по средствам подрулевых переключателей или рычага селектора.

Заключение

Многие автопроизводители считают, что популярность автомобилей с тремя педалями падает. Стремление автовладельцев видеть только две педали управления – не дань моде, а еще один шаг к комфортному перемещению на личном автомобиле.

И несмотря на то, что роботизированные коробки передач остаются пока атрибутом дорогих автомобилей, уже делаются шаги для их внедрения на автомобили различных категорий.

Если еще сравнительно недавно автолюбители при выборе автомобиля могли рассчитывать только на автомат либо механику, то сегодня диапазон выбора значительно расширился. С развитием автомобилестроения в обиход вошли трансмиссии нового поколения, такие как роботизированная коробка и вариатор. Чем отличается роботизированная коробка передач от автомата, и какая коробка лучше (автомат или робот) необходимо знать каждому покупателю автомобиля. От этого зависит выбор, который в итоге сделает водитель.

Основу автоматической трансмиссии составляют , система управления и непосредственно сама планетарная КПП с набором фрикционов и шестерен. Такая конструкция автомата позволяет ему самостоятельно переключать скорости в зависимости от оборотов двигателя, нагрузки и режима движения. Участие водителя здесь не требуется.

Автомат устанавливается на легковых и грузовых автомобилях, применим он также и в автобусах. Главная передача и дифференциал дополняют конструкцию АКПП в случае ее установки на переднеприводную машину.

Плюсы и минусы автоматической КПП

Обладает как преимуществами, так и недостатками:

Роботизированная КПП

Сочетает в себе функции как АКПП, так и механической коробки передач. Это по сути та же механика, но с автоматическим управлением. Система управления с помощью исполнительных механизмов управляет работой сцепления и переключением передач. При этом переключение происходит так же, как и в механике, только без участия водителя.

Изначально роботизированная КПП создавалась для того, чтобы существенно снизить стоимость коробки передач в сравнении с АКПП и в то же время объединить в себе все достоинства автомата и механики, к которым в первую очередь относятся комфорт и удобство управления.

В автомобилях спортивного класса используется несколько иной тип роботизированной трансмиссии – с двумя сцеплениями. Это позволяет добиться максимально высокой скорости переключения передач.

Преимущества и недостатки робота

Преимущества и недостатки роботизированной трансмиссии для наглядности также представим в виде таблицы. Заодно проведем сравнительную характеристику между двумя видами трансмиссий.

Делаем выводы

Какая же коробка передач лучше? С точки зрения комфорта, несомненно выигрывает АКПП, хотя разработчики робота и пытались отвоевать эту позицию у автоматической коробки.

А вот более экономически выгодным будет робот. Стоимость самой коробки, ее обслуживание и ремонт обойдутся дешевле. Да и топливо с маслом автомобиль с роботизированной коробкой потребляет меньше, чем с автоматической.

Теперь надежность. Здесь можно поспорить. Ни ту, ни другую коробку нельзя назвать абсолютно надежной в сравнении с той же механикой. Непонятно также, как обе коробки поведут себя в тяжелых условиях. Но АКПП хотя бы более предсказуема, чем робот, от которого неизвестно чего ожидать.

Поэтому какая коробка передач будет лучше, каждый водитель решает сам, исходя из своих представлений об удобстве и комфорте управления автомобилем. Стоит отметить, что робот можно легко принять за автомат: зачастую отсутствие педали сцепления как у автоматической, так и у роботизированной КПП приводит неопытных водителей в замешательство. Поэтому необходимо внимательно изучать характеристики выбранного автомобиля в процессе покупки.

я, установленных на современных автомобилях, немыслима без применения коробки передач. Мощность и конструктивные особенности агрегатов не позволяют использовать их при включенном прямом приводе. Задача передач – адаптировать тяговое усилие от маховика двигателя, привести его к необходимым параметрам, посредством изменения скорости и направления вращения. При покупке автомобиля большинство пользователей отдают предпочтение транспортным средствам, оборудованным автоматическими коробками переключения передач.

Особенности и принцип действия автоматических коробок передач

Сделать однозначный выбор в пользу одного из видов коробки сложно, каждая имеет преимущества и недостатки. Определяясь с необходимым выбором трансмиссии, надо учитывать предпочтения и цели, поставленные перед автомобилем.

Основные разновидности автоматов:

Вариатор

Данный тип называется коробкой передач условно, поскольку здесь имеется бесступенчатая трансмиссия. Упрощенно, вариатор можно представить в виде двух шкивов с натянутой цепью или металлическим ремнём между ними. За счет способности сдвигаться и раздвигаться, шкивы меняют передаточные числа.

Роботизированная коробка передач

В конструкцию роботизированной коробки передач входят следующие устройства:

1. Механическая часть.
2. Сцепление.
3. Механизмы переключения (сервоприводы актуаторы).
4. Управляющий модуль.
5. Различные механизмы снятия показаний.

Важно: Автоматическая коробка передач и робот – это совершенно разные механизмы. заключается в ином принципе построения работы. Робот схож с механикой конструктивно, однако управляет им автоматика. Обобщающий фактор робота с автоматом – сцепление в его оболочке.

Детали и механизмы роботизированной коробки

Коробка робот, по принципу работы схожа с механической коробкой . Её особенность – это наличие двух ведущих валов, находящихся один в другом, и имеющих независимые сцепления. Первичный вал вставлен внутрь внешнего вала. Рассматривая конструкцию коробки с 6-ю ступенями, можно заметить, что шестерни привода передач (2-й, 4-й, 6-й) имеют жесткое крепление на валу, расположенном сверху. Вал, находящийся внутри, соединён с шестернёй реверсной передачи, а также 1-й, 3-й и 5-й передачей. Активация и выключение сцепления, движение синхронизаторов коробки – всё это происходит с помощью сервоприводов, актуаторов.
Компьютер руководит всей системой через блок с микропроцессорами. Процессор – это ключевое звено блока, через которое происходит подключение всех датчиков и систем. Порядок обработки информации, поступающей с датчиков, хранится в постоянном запоминающем устройстве.

Принцип работы

Водитель, включив рычаг переключения, подаёт сигнал о движении. Сначала включается сцепление, посредством актуатора, редуктор начинает вращаться по команде управляющего блока.
Сцепление, расположенное на внутреннем первичном валу, включается первым. При этом актуатор подводит синхронизатор к шестерне первой передачи, она блокируется, что активирует шестерню вторичного вала. Начинается движение автомобиля и плавный набор скорости.

(гидромеханический автомат).

Прежде всего, чтобы понять, что такое роботизированная коробка передач, для начала необходимо вспомнить . Так вот, фактически роботизированная коробка является той же «механикой», однако автоматическое переключение передач в данном типе КПП становится возможным благодаря наличию боков управления и электронно-механических исполнительных устройств.

Читайте в этой статье

Устройство, особенности и принцип работы роботизированной коробки передач

Как уже было сказано выше, РКПП состоит из механической коробки передач, а также дополнительных устройств для выжима сцепления, выбора и переключения передачи. Данные устройства называются актуаторами (актуатор сцепления, актуатор выбора передачи). Также коробка «робот» имеет собственную систему управления, которая представляет собой коробкой и ряд электронных датчиков, взаимодействующих с блоком.

Получается, данный тип КПП представляет собой механическую коробку с автоматическим управлением и принципиально отличается от классического «автомата», а также бесступенчатого вариатора.

Роботизированная КПП, как и обычная МКПП, имеет сцепление, в ней не используется трансмиссионная жидкость ATF в качестве рабочей для управления и т.д. Добавим, что в современных «роботах» может быть как одно, так и два сцепления. В первом случае следует понимать однодисковый «робот», а во втором преселективную роботизированную коробку передач с двумя сцеплениями.

Если говорить об устройстве коробки — робот, можно выделить следующие базовые составные элементы:

• Коробка передач, которая по устройству напоминает «механику;
• Актуаторы (сервоприводы), отвечающие за выжим сцепления и включение передачи;
• Блок управления коробкой (микропроцессорный ЭБУ) и внешние датчики;

Давайте рассмотрим устройство РКПП на примере 6-и ступенчатой роботизированной коробки передач с двумя сцеплениями. Сама коробка похожа на МКПП, однако имеет сразу два ведущих вала. Если просто, эти валы расположены друг в друге (внешний вал имеет внутреннюю полость, куда вставлен еще один внутренний первичный вал).

На внешнем валу установлены шестерни привода 2, 4 и 6 передачи. На внутреннем валу ставятся шестерни 1, 3, 5 передачи, а также передачи заднего хода. Для каждого из валов имеется отдельное сцепление.

Актуаторы роботизированной коробки представляют собой электрические или гидросервоприводы. Электрический актуатор -электромотор с редуктором, гидравлический является гидроцилиндром, шток которого связан с синхронизатором. Главной задачей как первого, так и второго типа устройств становится механическое перемещение синхронизаторов КПП, а также включение и выключение сцепления.

Блок управления коробкой передач является микропроцессорным ЭБУ, к которому подключены внешние датчики, которые задействованы в автомобиля. Другими словами, контроллер коробки передач взаимодействует с датчиками от двигателя, а также ряда других систем (например, ABS и т.д.). Часто блок управления коробкой совмещен с , при этом коробка работает по собственному заданному алгоритму.

Как работает роботизированная коробка передач

Что касается принципов работы РКПП, для начала движения и дальнейшего плавного переключения передач необходимо задействовать сцепление (как и в МКПП). Включение сцепления реализует актуатор, который получает сигнал от ЭБУ коробкой и начинает медленно вращать редуктор.

В коробке с двумя сцеплениями сначала включается первое сцепление внутреннего первичного вала. Далее актуатор выбора и включения передачи подводит синхронизатор к шестерне первой передачи. В результате шестерня блокируется на валу и начинает вращаться вторичный вал.

После того, как автомобиль начал движение, водитель продолжает нажимать на педаль газа для разгона. В однодисковых роботах с одним сцеплением для включения второй передачи требуется некоторое время, в результате чего возникает характерный «провал».

Чтобы избавиться от такой задержки и сократить время переключений в конструкцию коробки добавили второе сцепление и еще один вал. В результате появилась так называемая преселективная роботизированная КПП.

Если просто, пока включена первая передача, вторая уже также готова к включению, так как одновременно задействовано второе сцепление. Получается, после сигнала от микропроцессорного блока быстро сработает включение второй передачи.

Подобным образом происходит переключение на последующие высшие передачи, а также понижение передач при езде. При этом время переключения минимально и занимает доли секунды, исключены перегазовки, практически отсутствует разрыв тяги и т.д. Результат — динамичная езда и максимальная топливная экономичность.

Работа в автоматическом режиме становится возможной благодаря тому, что ЭБУ коробкой постоянно анализирует сигналы с внешних датчиков. Блок учитывает нагрузку на ДВС, скорость движения ТС, положение педали газа, пробуксовку колес и т.д.

Также РКПП имеют возможность ручного переключения передач, имитируя работу гидромеханической АКПП в ручном режиме (например, Типтроник). Еще на некоторых «роботах» можно заблокировать включение повышенных передач.

Простыми словами, водитель при помощи селектора выбирает режим, при котором ЭБУ коробкой не будет инициировать включение, например, 3 передачи и выше, что помогает преодолевать сложные участки пути (снег, гололед, грязь и т.д.).

Преимущества и недостатки коробки — робот

Сегодня коробка-робот является достаточно распространенным решением. Например, концерн VAG активно устанавливает подобные коробки, которые знакомы потребителям, как DSG, на разные модели Audi, Volkswagen, Porsche, Skoda и т.д. Также роботизированную трансмиссию массово ставят на модели Ford, Mitsubishi, Honda и машины целого ряда других мировых производителей.

На первый взгляд может показаться, что РКПП имеет только плюсы: надежность и ремонтопригодность «механики», быстрота переключений, топливная экономичность, возможность выдерживать большой и т.д.

При этом по заверениям самих производителей РКПП должны в скором времени полностью вытеснить «классические» АКПП с гидротрансформатором и . Однако на практике этого не произошло.

Дело в том, что в плане комфорта работа «однодисковых» роботизированных коробок (с одним сцеплением) далека от АКПП и, тем более, от бесступенчатого вариатора. Автомобиль с такой коробкой дергается при езде, переключения «затянуты», имеются провалы и т.п.

Также ресурс сцепления на «роботе» и актуаторов достаточно низкий (в среднем, около 80-100 тыс. км.). При этом стоимость актуаторов высокая, а ремонтопригодность данных элементов сомнительная. По этой причине многие сервисы практикуют узловую замену, то есть актуатор просто меняется на новый.

Что касается более сложных и дорогих преселективных коробок с двумя сцеплениями, переключения в этом случае более плавные и больше напоминают работу обычной АКПП. Однако ресурс такого «робота» (например, DSG 6 или DSG 7) все равно снижен, нередко возникают проблемы по части механики и электроники, а ремонт в ряде случаев потребует значительных расходов.

В качестве итога отметим, что многие автопроизводители, особенно из Японии, начали постепенно отказываться от установки коробки-робот на свои модели, заменяя ее классической АКПП с гидротрансформатором (ГДТ).

Например, Hondа Civic 8 хэтчбек, который изначально выпускался с РКПП, но в дальнейшем после рестайлинга получил полноценный «автомат». То же самое можно сказать о популярной Toyota Corolla 2007 года, которая позднее получила вместо «робота» .

Читайте также

Как работает коробка-автомат: классическая гидромеханическая АКПП, составные элементы, управление, механическая часть. Плюсы, минусы данного типа КПП.