0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Принцип работы роботизированной коробки

РКПП — роботизированная коробка передач (коробка «робот), которая позволяет выбирать и включать необходимую передачу без участия водителя, то есть автоматически. При этом ошибочно полагать, что роботизированная трансмиссия является одной из разновидностей АКПП (гидромеханический автомат).

Прежде всего, чтобы понять, что такое роботизированная коробка передач, для начала необходимо вспомнить устройство и принцип работы обычной механической коробки (МКПП). 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.

Устройство

Как бы там ни казалось, устройство роботизированной коробки передач достаточно простое. Это обыкновенная МКПП, которая имеет в своей конструкции дополнительные элементы. Они производят активацию и деактивацию сцепления и меняют передачи безошибочно. А вот принципы работы что у механической, что у «робота» одинаковые.

Но, само собой, существуют отличия. Главным отличием можно считать наличие актуатора (исполнительное устройство). Именно он, при помощи сервоприводов, управляет работой сцепления. В свою очередь электронный блок контролирует актуатор.

Привод сцепления и передач в роботизированных коробках может быть двух видов:

  • Электрические. Именно в этом типе все функции выполнения команд берут на себя сервомеханизмы. В этом же виде иногда применяется гидромеханический блок, для того, чтобы перемещать механизм сцепления;
  • Гидравлические. Здесь гидроцилиндры, управляемые при помощи клапанов электромагнита, осуществляют действия самого привода.

Стоит заметить, что привод, работающий на электронике, имеет относительно невысокую скорость операций (передачи переключаются за 0,6 секунды), но это компенсируется меньшим потреблением энергии.

В приводе на гидравлике необходимо поддерживать постоянное давление. По этой причине энергетические затраты довольно высокие. А вот скорость выполнения операций значительно выше. Поэтому их очень часто устанавливают на спортивные автомобили. Например, у Ламборджини Avendator скорость смены передач составляет 0,04 секунды.

Это значит, что коробки с приводом, работающем на электричестве, ставят на бюджетные автомобили, а вот гидравлические более подходят для дорогих транспортных средств.

Система электронного управления, включающая в себя датчики входа, электронный блок и устройство исполнения, осуществляет контроль за коробкой-роботом. Датчики входа прослеживают главные показатели КП: количество вращений и где расположен селектор. Если это гидравлический привод, то прослеживается температурный режим масла и давление. Все эти данные отправляются к блоку управления.

На основе этой информации управленческий блок контролирует механизмы исполнения, исходя из встроенных алгоритмов. Электронный блок непосредственно работает и влияет на разные системы. Например:

  • Систему управления двигателя. Именно она заставляет работать все системы двигателя автоматически. Сюда входят: впрыскивание горючего, управление воздушными массами, активация зажигания и т.д.;
  • Антиблокировочную систему. Она нужна для того, чтобы предотвратить блокировку колес автомобиля во время торможения. Именно это обеспечивает минимальный тормозной путь на транспортных средства.

Гидравлический робот коробки передач

В РКПП с приводом гидравлики встроен управленческий блок, главной задачей которого является контроль гидроцилиндров и давления. Конструктивно в нём больше элементов чем в электрическом:

  • гидроаккумулятор — поддерживает необходимое давление в системе;
  • групповая электропомпа — создаёт давление в системе;
  • цилиндры включения передач и сцепления управляют механизмами включения.

Механизмами исполнения в коробке-роботе являются электродвигатель (в электронном приводе) и клапаны электромагнитов гидроцилиндра (при приводе на гидравлике).

Большинство роботизированных коробок передач имеют гидравлический привод. Электрический привод часто используется в бюджетных автомобилях как наиболее дешёвый вариант.

История и причины появления

Европейские автомобильные компании поставили перед собой задачу улучшить характеристики автомобиля и его управляемость. Так как современные условия вождения достаточно существенно отличаются от тех, которые были во времена появления МКПП, необходимо создавать новые конструкции. В первую очередь учитываются загруженные городские дороги, где поток автомобилей движется неравномерно. Постоянные старты и остановки, и сопутствующее переключение передач сильно утомляют и снижают внимание. Именно поэтому была придумана коробка-робот, которая представляет собой нечто среднее между «механикой» и «автоматом», совмещая лучшие качества той и другой коробки. Первопроходцами в этом были спортивные автомобили, а РКПП фактически «тестировались» на гоночных трассах.

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.

Принцип работы КПП-робота

Роботизированную КПП собирают в алюминиевом корпусе, внутри картера находится три набора шестерен планетарной передачи.

Основой передачи крутящего момента является главная пара, с помощью ее согласуется скорость вращения мотора со скоростью движения колес.

Главная передача соединена с дифференциалом, который позволяет колесам двигаться с разной скоростью, за счет этого узла машина может без проблем поворачивать.

Дальше следует вспомнить принцип работы механической КПП. В коробке передач есть первичный и вторичный вал, которые соединяются между собой при помощи шестерен различных размеров.

В зависимости от того, какие именно шестерни соединены в данный момент, образуется определенное передаточное число, и автомобиль двигается с заданной скоростью.

На механике водитель сам управляет переключением скоростей и выжимом сцепления, выбирая нужную передачу.

В роботизированной коробке принцип переключения передач точно такой же, но роль сцепления и выбора передач выполняют сервоприводы, которые управляются электроникой.

Исполнительный электронный механизм не только переключает передачи, но также и выжимает сцепление.

В основном коробкой управляют электрические актуаторы, но иногда встречаются и гидравлические механизмы.

Особенности работы коробки-робота

Коробка передач DSG может эксплуатироваться в двух режимах — спортивном и нормальном.

Спортивный режим. Данный режим предусматривает более длительное раскручивание при переходе на повышенные скорости и быстрый переход на пониженные передачи. Такой режим является предпочтительным при скоростной езде. Имеется функция Tiptronik, которая позволяет производить управление передачами в ручном режиме.

Всем, кто любит спортивный тип езды, можно использовать переключатели-лепестки, смонтированные на руле. Такие лепестки позволяют почувствовать мощь автомобиля и от души насладиться спортивной ездой.

Нормальный режим. Такой режим является привычным для всех автомобилистов и может использоваться при передвижении по городу или для небыстрого, экономного вождения.

Что такое роботизированная КПП

Итак, 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:

ПроизводительНазваниеПроизводительНазвание
RenaultQuickshiftToyotaMultiMode
Peugeout2-TronicHondai-Shift
MitsubishiAllshiftAudiR-Tronic
OpelEasytronicBMWSMG
FordDurashift/PowershiftVolkswagenDSG
FiatDualogicVolvoPowershift
Alfa RomeoSelespeed

Основные узлы РКПП

Первые роботизированные коробки начали устанавливать на автомобили в 1990-х годах. Фактически, такие «роботы» представляли собой обычные МКПП, только передачи и сцепление в них переключались гидро- или электроприводами. Такие агрегаты устанавливались на автомобилях многих автопроизводителей и представляли собой дешевую альтернативу более дорогому «автомату». Такие «роботы» имели один диск сцепления и зачастую работали с задержками переключения, из-за чего автомобиль двигался в «рваном» режиме движения, тяжело завершал обгон и с трудом вливался в поток. В современном автомобилестроении однодисковые РКПП практически не применяются.

Сегодня автопроизводители всего мира используют второе поколение роботизированных коробок – так называемые коробки передач DSG с двумя сцеплениями (Direct Shift Gearbox). Специфика функционирования роботизированной коробки DSG состоит в том, что пока работает одна передача, последующая уже полностью готова для перемены. За счет этого РКПП DSG работает максимально быстро, даже профессиональный водитель не сможет так быстро переключить скорости на «механике». По мнению аналитиков рынка, в будущем педаль сцепления для управления транспортным средством исчезнет, так как проще и удобнее управлять машиной посредством усилий робота.

Роботизированная коробка для переключения скоростей с DSG также собрана по принципу механической, но оснащена двумя ведущими валами (стержнями), а не одним. Причем эти валы находятся один в другом. Внешний стержень полый, в него вставлен первичный вал. На каждом из них располагаются шестерни разных приводов:

  • на внешнем – шестеренки для приводов 2-ой, 4-ой и 6-ой передач;
  • на внутреннем — шестерни для приводов 1-ой, 3-ей, 5-ой и задней передач.

Каждый вал «робота» DSG оснащен своим собственным сцеплением. Для того чтобы включать/отключать сцепление, а также двигать синхронизаторы в коробке, используются актуаторы – система сцепления и переключения передач. Конструктивно актуатор представляет собой электрический двигатель с редуктором. Некоторые модели авто оснащены гидравлическим актуатором в виде гидроцилиндра.

Главным узлом РКПП с DSG является микропроцессорный блок управления. К нему подключаются датчики от двигателя и электронных систем активной безопасности: ABS, ESP и прочих. Для удобства обслуживания микропроцессорный блок располагается в корпусе бортового компьютера. Данные с датчиков оперативно поступают в микропроцессор, который автоматически «принимает решение» о повышении/понижении передачи.

Коробка передач Volkswagen DSG – все лучшее сразу

Динамичное и легкое движение в городе и на загородной трассе. Точная реакция и безукоризненная маневренность. Надежность и безопасность в работе, комфорт при переключении передач со скоростью 0.4 сек, высокая динамика разгона и умеренный расход топлива – такой видят автовладельцы идеальную коробку передач.

Для Volkswagen такой стала роботизированная коробка передач DSG. Первыми автомобилями, получившими коробку DSG в 1998 году, стали Audi TT и Volkswagen Golf 4 R32. Сегодня ею комплектуются большинство моделей концерна Volkswagen, таких как Polo , Tiguan и новый Volkswagen Passat.

Что представляет собой коробка передач DSG?

DSG – это 6- или 7-ступенчатая коробка переключения передач, в которой оптимальным образом сочетаются современные инженерные решения и инновационные технологии. Расшифровывается название как Direkt Schalt Getrieb, в переводе − ꞌкоробка прямого включения передачꞌ.

В роботизированной коробке DSG конструктивно в одном корпусе размещены две коробки передач, каждая со своим сцеплением. Первая коробка передач отвечает за четные передачи (2,4,6), вторая − за нечетные (1,3,5). Всеми действиями управляет электронный блок. Он анализирует поведение автомобиля и определяет алгоритм работы всех элементов системы. Роботизированная коробка передач DSG получила название преселективной, т. е. с предварительным выбором.

Как функционирует коробка передач DSG?

Принцип работы DSG заключается в последовательном включении передач обоих рядов. С началом движения DSG включает сразу две передачи, 1-ю и 2-ю, но на второй передаче сцепление остается разомкнутым. При наступлении момента переключения передачи первое сцепление размыкается и одновременно с этим замыкается второе сцепление. При переключении передач используется гидравлика, управляемая специальным блоком Mechatronic. Это комплекс элементов электроники и гидравлики, который соединен со множеством датчиков, необходимых для эффективной и корректной работы DSG. Mechatronic постоянно получает данные с датчиков, на их основании приводится в действие определенный алгоритм, благодаря которому осуществляется правильное и своевременное переключение передач.

Благодаря использованию двух сцеплений и соответствующих им двух рядов передач в коробке передач Volkswagen DSG достигается непрерывная передача крутящего момента от мотора к ведущим колесам.

Механическая часть сцеплений в «мокрой» коробке передач DSG-6 работает в масляной среде, благодаря которой детали обильно смазываются и защищаются от перегрева.

Особенности конструкции 7-ступенчатой АКПП:

  • Используются раздельные масляные контуры для блока Mechatronik и механической части коробки передач с заправкой масла на весь срок службы;
  • Установлено сухое сдвоенное сцепление, которому не требуется масло. В отличии от «мокрой» DSG диски сцепления работают в сухой среде.

Преимущества коробки передач DSG

Роботизированной коробкой передач комплектуется большая часть автомобилей Volkswagen, так как в ней оптимальным образом сочетаются лучшие технологии и конструктивные решения механической и автоматической коробок передач.

Уменьшение расхода топлива

Благодаря оптимальным режимам переключения передач расход топлива уменьшается, и автомобили Volkswagen с коробкой передач DSG и двигателем TSI потребляют на 22 % меньше топлива, а по сравнению с обычной коробкой передач экономия составляет ориентировочно 10 %.

Динамическое ускорение без потери мощности

С помощью точного подбора передаточных чисел достигаются наилучшие динамические характеристики трансмиссии. Система управления анализирует режим движения, количество оборотов двигателя, скорость автомобиля, положение педали акселератора и определяет оптимальную точку переключения. Для переключения передачи на повышение коробке DSG требуется всего 8 миллисекунд.

Легкость управления

Водители, которые находятся за рулем длительное время, будут наслаждаться легкостью управления автомобиля с DSG, причем все переключения при этом осуществляются практически неощутимо. Переключать передачи можно в автоматическом и ручном режиме.

Снижение выбросов СО 2

Со снижением расхода топлива уменьшается и количество вредных выбросов в окружающую среду.

В 2008 году компания Volkswagen выиграла в международном конкурсе «Golden Drop of Oil» от немецкого автомобильного клуба Kraftfahrer-Schutz e. V. (KS). Премия была получена за создание более экономичных и экологичных автомобилей благодаря комбинации мощного двигателя TSI и 7-ступенчатой коробки передач DSG.

Недостатки DSG

Недостатков у роботизированной КПП DSG немного, и все они с лихвой перекрываются ощутимыми преимуществами. Коробка передач многократно модернизировалась, и все недочеты были устранены. На данный момент это одна из самых технологичных коробок на рынке: экономичная, динамичная и комфортнее обычной «механики». Она характеризуется быстротой и плавностью переключения, а эксплуатационный ресурс роботизированной коробки довольно высок. Большинство производителей определяют ее гарантийный срок в 7−8 лет.

Почему покупатели отдают предпочтение новым автомобилям Volkswagen с коробкой DSG?

Новый автомобиль Volkswagen с коробкой передач DSG выбирает минимально затратный, но максимально эффективный режим работы двигателя. Трансмиссия DSG крайне безопасная и надежная. Она позволяет автомобилю двигаться плавно, без толчков, обеспечивая водителю и пассажирам максимальный комфорт при движении на любом дорожном покрытии.

0 0 голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector