Принцип работы роботизированной коробки

Существует роботизированная трансмиссия, которая представляет собой коробку передач, позволяющую автоматически выбирать нужную передачу без участия водителя, т.е. автоматически. В данном случае ошибочно представлять, что роботизированные коробки передач являются разновидностями автоматических коробок передач (гидромеханических автоматических коробок передач).

Для того чтобы понять, что такое роботизированная коробка передач, прежде всего, необходимо разобраться в понятии обычной механической коробки передач (постоянная коробка передач). То есть, по сути, роботизированная коробка передач — это то же самое, что и механическая, но в этом типе трансмиссии возможно автоматическое переключение передач благодаря стороне управления и механическому приводу.

Устройство

Трансмиссия робота довольно проста, какой бы сложной она ни казалась. Обычная механическая коробка передач, но с некоторыми встроенными в нее дополнительными элементами. Они без ошибок включают и выключают сцепление и переключают передачи. Тем не менее, и механическая коробка, и «робот» работают по одним и тем же принципам.

Но, конечно, есть и различия. Актуаторы (исполнительные устройства) — главное отличие между ними. Именно он, с помощью сервоприводов, управляет работой сцепления. Аналогично, электронный блок регулирует работу актуатора.

В роботизированных коробках передач привод сцепления и передачи может быть двух видов:

• Электрический. Именно в этом типе все функции по выполнению команд берут на себя сервоприводы. В этом типе иногда используется гидромеханическое устройство для перемещения механизма сцепления
• Гидравлический. В этом случае гидравлические цилиндры, управляемые электромагнитными клапанами, выполняют действия самого привода.

Стоит отметить, что электронный привод имеет относительно низкую скорость работы (передачи переключаются за 0,6 секунды), но это компенсируется более низким энергопотреблением.

Гидравлический привод должен постоянно поддерживать постоянное давление. Из-за этого энергозатраты высоки. Зато скорость работы намного выше. Поэтому они широко используются в спортивных автомобилях. Например, у Lamborghini Avendator скорость переключения передач составляет 0,04 секунды.

Например, электрические коробки передач используются на бюджетных автомобилях, а гидравлические больше подходят для дорогих машин.

Электронная система управления, состоящая из входных датчиков, электронного блока и блока исполнения, управляет роботизированной коробкой. Набор входных датчиков отслеживает два элемента управления: количество оборотов и расположение селектора. Гидравлический привод отслеживает температуру и давление масла. Эти данные передаются в блок управления.

Управление контролирует механизмы исполнения в соответствии со встроенными алгоритмами, основанными на этой информации. Электронный блок работает и влияет на несколько систем. Например:

• Система управления двигателем. Именно он обеспечивает автоматическую работу всех систем двигателя. Сюда входят впрыск топлива, управление воздушными массами, активация зажигания и т.д. Он необходим для предотвращения блокировки колес автомобиля при торможении. Именно это обеспечивает наименьший тормозной путь автомобиля.

Гидравлический трансмиссионный робот

К РМ с гидравлическим приводом имеют встроенный блок управления, который в основном отвечает за управление гидравлическими цилиндрами и давлением. По сравнению с электрическим, он имеет больше конструктивных элементов:

• Гидроаккумулятор — поддерживает необходимое давление в системе;
• Насос электропакета — создает давление в системе;
• Цилиндры шестерен и сцепления — управляют механизмами включения.

На коробке робота исполнительными механизмами являются электромотор (для электронного привода) и соленоиды гидравлических цилиндров для гидравлического привода.

Гидравлические трансмиссии чаще всего используются в роботах. Электрический привод часто используется в бюджетных автомобилях как самый дешевый вариант.

История и причины появления

Европейские автомобильные компании поставили перед собой задачу улучшить эксплуатационные характеристики и управляемость автомобиля. Поскольку современные условия вождения существенно отличаются от тех, что были во время внедрения трансмиссии, необходимо создавать новые конструкции. В первую очередь учитываются городские дороги с неравномерным транспортным потоком. Частые старты и остановки, помимо переключения передач, утомляют глаз и снижают концентрацию внимания. Роботизированная коробка была изобретена как компромисс между механической и автоматической, сочетая в себе лучшие стороны обеих. Первопроходцами в этом деле были спортивные автомобили, и RCT была фактически «протестирована» на гоночных трассах.

Преимущества и недостатки роботизированной КПП

Подобно другим типам трансмиссии, роботизированная коробка также имеет свои преимущества и недостатки. Однако эти различия проявляются не во всех конструкциях. Хотя многим не нравится DSG, это именно то, что Ferrari устанавливает на свои автомобили, и это, безусловно, заставляет задуматься.

Выделяются несколько преимуществ RCFS, в том числе:

• Роботизированная коробка экономит расход топлива и ресурс двигателя;
• Простой и недорогой ремонт и обслуживание по сравнению с АКПП;
• Доступная цена по сравнению со стоимостью АКПП;

У коробки-робота есть и недостатки, позвольте их перечислить:

• Низкая скорость (до 3 секунд) и возможные рывки при переключении передач — это относится к коробкам передач с одним сцеплением, однако сейчас эта проблема решена;
• Перегрев сцепления может возникнуть при движении на подъемах и спусках;
• Низкая эффективность при движении в городе, где лучше использовать полуавтоматический режим.

Но опять же, все эти недостатки связаны с проблемами конструкции, которые могут быть устранены со временем, и, возможно, уже устранены, но слишком дороги для широких масс потребителей, и применяются только в дорогих гоночных автомобилях.

Несомненно, несмотря на все недостатки сегодня роботизированная коробка передач считается одним из самых перспективных типов трансмиссий будущего, наряду с вариатором, которому также необходимо решить одну важную проблему — ремень, который следует сделать более долговечным и нерастяжимым.

Принцип работы КПП-робота

Три набора планетарных передач размещены в роботизированной коробке передач, изготовленной из алюминия.

Основой передачи крутящего момента является главная пара, с помощью которой происходит согласование скорости вращения двигателя и скорости вращения колес.

Благодаря дифференциалу, который позволяет колесам двигаться с разной скоростью, автомобиль может беспрепятственно совершать повороты.

Кроме того, следует помнить, что механические коробки передач работают по простому принципу. Коробка передач имеет первичный вал и вторичный вал, которые соединены друг с другом с помощью шестеренок разного размера.

Заданное передаточное число формируется на основе того, какие передачи подключены в данный момент, и автомобиль движется с заданной скоростью.

Механики контролируют переключение передач и выключение сцепления, выбирая нужную передачу.

В целом, роботизированная коробка передач работает точно так же, как и обычная коробка передач, за исключением того, что сцепление и выбор передач осуществляются сервоприводами, управляемыми электроникой.

Исполнительный электронный механизм переключает передачи и одновременно выжимает сцепление.

Большинство коробок управляется электрическими приводами, но иногда используются и гидравлические механизмы.

Особенности работы коробки-робота

Коробки передач D SG доступны в двух режимах — спортивном и обычном.

Спортивный режим. Этот режим обеспечивает более длительное время разгона при движении на высоких скоростях и более быстрое переключение на низшие передачи. Движение на высоких скоростях лучше всего осуществлять в этом режиме. Доступна функция Tiptronik, которая позволяет управлять переключением передач вручную.

Если вам нравится спортивное вождение, вы можете воспользоваться подрулевыми лепестковыми переключателями. Они позволят вам почувствовать мощь автомобиля и насладиться вождением от души.

Нормальный режим. Этот режим знаком всем автомобилистам и может использоваться при езде по городу или для медленной, экономичной езды.

Что такое роботизированная КПП

Являются ли роботы разновидностью автоматической или механической коробки передач? Его часто сравнивают с модифицированной автоматической коробкой передач. На самом деле в основе робота лежит механическая коробка передач, которая завоевала это право своей простотой и надежностью. По сути, роботизированная трансмиссия — это та же механика с дополнительными устройствами, отвечающими за переключение передач и управление сцеплением. Таким образом, водитель освобождается от этих обязанностей.

Роботизированная коробка встречается в легковых и грузовых автомобилях, автобусах, а в 2007 году робот был даже представлен на спортивном мотоцикле.

Сфера роботизированных трансмиссий — это та область, которую исследовал почти каждый автопроизводитель. Вот их список:

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 производители автомобилей во всем мире используют второе поколение роботизированных коробок передач — коробку DSG с двумя сцеплениями (Direct Shift Gearbox). Особенностью DSG является то, что пока работает одна передача, следующая уже полностью готова к переключению. Именно поэтому коробки передач DSG работают так быстро, даже профессиональные водители не смогут так быстро переключать передачи традиционной «ручной» коробки передач. По мнению аналитиков рынка, в будущем педаль сцепления для управления автомобилем исчезнет, так как проще и удобнее управлять автомобилем усилиями робота.

Роботизированные коробки передач DSG также построены на базе механических коробок передач, но имеют два приводных вала вместо одного. Причем эти валы расположены один внутри другого. Внешний шток полый, и в него вставляется первичный вал. Шестерни на каждом приводе разные:

• Снаружи — шестерни для 2-й, 4-й и 6-й передач;
• Внутри — шестерни для 1-й, 3-й, 5-й 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.

Управляемая микропроцессором, эта трансмиссия является основным компонентом. К ней подключены датчики двигателя и датчики систем активной безопасности: ABS, ESP и т.д. При работе бортового компьютера микропроцессорный блок находится в корпусе компьютера. Получив данные от датчиков, микропроцессор автоматически принимает решение о повышении или понижении передачи.

Коробка передач Volkswagen DSG – все лучшее сразу

Динамичный и легкий в управлении в городе и на проселочной дороге. Точный отклик и безупречная маневренность. Надежность и безопасность в эксплуатации, комфорт при переключении передач в 0,4 секунды, высокая динамика разгона и умеренный расход топлива — такой видят идеальную коробку передач автовладельцы.

Для Volkswagen это была роботизированная коробка передач DSG. Audi TT и Volkswagen Golf 4 R32 были первыми автомобилями, оснащенными DSG в 1998 году. В настоящее время большинство моделей Volkswagen оснащены этой системой, включая Polo, Tiguan и новый Passat.

Что представляет собой коробка передач DSG?

D SG — это коробка передач с шестью или семью скоростями, сочетающая в себе современную инженерию и инновационные технологии. Расшифровывается как Direkt Schalt Getrieb, что переводится как коробка передач с прямым переключением.

Каждая коробка передач в DSG имеет свое собственное сцепление. Существует две коробки передач: первая обслуживает четные передачи (2,4,6), вторая — нечетные (1,3,5). Всеми действиями управляет электронный блок. Она анализирует поведение автомобиля и определяет алгоритм работы системы для всех ее компонентов. Преселективные коробки передач DSG, которые роботизированы, называются преселективными. с преселекцией.

Как функционирует коробка передач DSG?

D SG включает обе передачи последовательно. Несмотря на включение двух передач, 1-й и 2-й, сцепление остается разомкнутым во время включения второй передачи. В момент переключения передач первое сцепление размыкается, а второе одновременно замыкается. Гидравлика управляется специальным механическим блоком. К этой комбинации электроники и гидравлики подключен ряд датчиков, которые обеспечивают эффективную и правильную работу DSG. Мехатроник постоянно получает данные от датчиков, на основе которых срабатывает определенный алгоритм, обеспечивающий правильное и своевременное переключение передач.

Трансмиссии D SG оснащены двумя сцеплениями и соответствующими им зубчатыми рядами для обеспечения непрерывной передачи крутящего момента от двигателя к ведущим колесам.

Сцепления в «мокрой» коробке передач DSG-6 работают в масляной среде, благодаря чему механические детали смазываются и защищены от перегревания.

Конструктивные особенности семиступенчатой автоматической трансмиссии:

• Для мехатроники и механической коробки передач используются отдельные масляные контуры с пожизненным пополнением масла;
• Установлено сухое двойное сцепление, не требующее масла. В отличие от мокрой DSG, диски сцепления работают всухую.

Преимущества коробки передач DSG

Большинство автомобилей Volkswagen оснащены роботизированной коробкой передач, поскольку она оптимально сочетает в себе лучшие технологические и конструкторские решения механических и автоматических коробок.

Уменьшение расхода топлива

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

Динамическое ускорение без потери мощности

Благодаря точному подбору передаточных чисел достигаются наилучшие динамические характеристики трансмиссии. Она определяет оптимальную точку переключения передач в зависимости от режима движения, оборотов двигателя, скорости автомобиля и положения педали акселератора. Переключение передач вверх происходит всего за 8 миллисекунд с помощью DSG.

Легкость управления

Управлять DSG легко, даже если вы давно сидите за рулем, а переключения настолько плавные, что разница не заметна. Переключать передачи можно как вручную, так и автоматически.

Снижение выбросов СО 2

С уменьшением расхода топлива уменьшается и количество вредных выбросов в атмосферу.

В 2008 году Volkswagen выиграл международный конкурс «Золотая капля нефти» от немецкого автомобильного клуба Kraftfahrer-Schutz e. V. (KS). Мощный двигатель TSI и 7-ступенчатая трансмиссия DSG были объединены для создания автомобилей, более экономичных и экологичных.

Недостатки DSG

У трансмиссий D SG мало недостатков, и все они превосходят их ощутимые преимущества. Она несколько раз модернизировалась, и все недостатки были устранены. В настоящее время это одна из самых технологичных коробок передач на рынке: экономичная, динамичная и более комфортная, чем обычная «механика». Для нее характерно быстрое и плавное переключение передач, а срок службы роботизированной коробки достаточно высок. Типичный срок гарантии на устройство составляет 7-8 лет.

Почему покупатели отдают предпочтение новым автомобилям Volkswagen с коробкой DSG?

Новый автомобиль V W оснащен коробкой передач DSG, которая выбирает наиболее эффективный, но наименее затратный режим работы двигателя. Трансмиссия DSG чрезвычайно безопасна и надежна. Автомобиль движется плавно, без толчков, что обеспечивает водителю и пассажирам максимальный комфорт.