С-Петербург, улица Тосина 3
+7 (812) 917-84-85
+7 (921) 316-27-00

Роботизированная коробка передач


Роботизированная коробка передач (РКПП) — DRIVE2

Итак, что такое роботизированная коробка передач и какое ее назначение? Роботизированная КПП, как и все предыдущие варианты, имеет следующее предназначение: прием, передача, преобразование крутящего момента с последующей передачей его к ведущим колесам автомобиля. Для человека несведущего, слово роботизированная вносит некую неясность, а именно – как робот переключает передачи. Если ответить с юмором, то в коробке не сидит дядя робот и не переключает своими железными руками рычаг управления передачами. Вместо дяди робота есть умная автоматика управления и необходимое количество исполнительных устройств. Но обо всем по порядку…Условно РКПП (роботизированная коробка передач) состоит из «простой» механической коробки передач, устройств выжима сцепления и переключения передач (актуаторов), микропроцессорной системы управления и внешних датчиков. Можно ли считать РКПП неким вариантом АКПП? Сразу отметим – нет! Принцип построения «робота» ближе к «механике», с автоматическим управлением. Единственное сходство с автоматической коробкой передач это наличие сцепления в корпусе коробки, а не на маховике как в механике. И в современных коробках находится два сцепления, для чего это нужно расскажем ниже.

Теперь о компонентах и узлах:РКПП – узел, собранный по принципу МКПП, но имеющий два ведущих вала, которые находятся друг в друге, т.е. внешний вал имеет внутреннюю полость, в который вставляется внутренний первичный вал. На внешнем валу находятся шестерни привода второй, четвертой и шестой передачи, для шести ступенчатой коробки. Соответственно на внутреннем валу имеются шестерни пары первой, третьей, пятой и задней передачи. Каждый из валов имеет свое сцепление.Актуаторы – это электрические или гидравлические сервоприводы, которые предназначены для механического передвижения синхронизаторов коробки передач и включения\выключения сцеплений. Электрический актуатор представляет собой электродвигатель с редуктором, а гидравлический — это простой гидроцилиндр, у которого шток связан с нужным синхронизатором.Микропроцессорный блок управления (МБУ) – основной узел сердцем, которого является довольно мощный процессор. К процессору через буферные порты подключены внешние датчики от двигателя внутреннего сгорания, систем ESP, ABS и др. Обычно блок управления коробкой совмещен с бортовым компьютером. Для хранения данных о том, что должна выполнять коробка передач при поступлении той или иной информации от датчиков, применяется ПЗУ, в которое и заливается алгоритм работы, в народе именуемой прошивкой.Рассмотрим принцип работы. В начале движения, как и у МКПП, должно плавно включиться сцепление. За это отвечает актуатор сцепления, который по команде МБУ медленно вращает редуктор. Сигнал на начало движения дает водитель, включив рычажок переключателя. Включается первое сцепление внутреннего первичного вала, одновременно актуатор синхронизатора подводит его к шестерне первой передачи, далее идет блокировка шестерни на валу, которая приводит в действие шестерню вторичного вала. Автомобиль тронулся с места, но водитель продолжает нажимать педаль акселератора… Сколько нужно времени, что бы включилась вторая передача, не повредив шестерни, синхронизаторы и прочее? Наверное, продолжительное. Именно первые роботы и страдали провалами между переключениями, потому, что электронике так же надо подумать, что бы ни сломать себя. Вот именно для сокращения времени переключения и было введено в конструкцию коробки второе сцепление и второй вал. Весь алгоритм работы сводится к тому, что пока работает первая передача, уже ждет включения вторая и как только МБУ даст команду, включается второе сцепление, внешний первичный вал и вторая передача. Далее по накатанной, – ждет сигнал третья передача и т.д. Время переключения сокращается до минимума, даже водитель не сможет так быстро переключить МКПП

МБУ выдает сигналы, анализируя поступившие данные с внешних датчиков. При уменьшении скорости движения или увеличении нагрузки, например, подъем в гору, МБУ переключает в обратной последовательности передачи.

А как же быть, если нужна только пониженная передача, например, для преодоления препятствий? Для этого на МБУ водитель подает сигнал к отмене дальнейших передач после первой. Для езды задним ходом, так же в блок управления подается команда, при которой актуатор приводит в действие внутренний первичный вал и шестерню заднего хода.

Современные коробки-роботы это концепция, разработанная в 80-х, но с применением новейших разработок улучшающих работу коробки. Каждый производитель старается внести что-то новое и зарегистрировать свой товарный знак.Например Ricardo на свой Eаsytronic начала устанавливать один многофункциональный актуатор, что поспособствовало уменьшению габаритных размеров робота.

Volkswagen начал массово устанавливать на свои автомобили КПП робот под аббревиатурой S-tronic, (коробка прямого включения), что характерно, были разработаны варианты и для заднеприводных авто.Свои разработки улучшающие работу коробок-роботов имеются во многих компаниях (Ford, Fiat, Mitsubishi, BMW).

www.drive2.ru

Роботизированная коробка передач: устройство, принцип работы, достоинства, недостатки

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.

Другие материалы по теме:

www.auto-infosite.ru

Роботизированная коробка передач

2203 Просмотров

Содержание

  • 1 Устройство
  • 2 Качества
  • 3 Отличия
  • 4 Резюме

Многие знают, что на современных автомобилях устанавливаются автоматические коробки передач. Но только те, кто пользовались АКПП, знают, насколько она уступает механической коробке передач в экономичности топлива и скорости разгона. Дело в том, что АКПП потребляет больше топлива при разгоне и во время переключения, потребление на разгоне большое по причине того, что коробка перед тем как переключиться думает некоторое время и только потом переключает.

Исходя из этого, была разработана роботизированная коробка передач, в народе получила название «коробка робот». Она представляет собой механическую коробку передач, хоть и относится к разряду АКПП. Отличие от механической КПП в том, что сцепление отпускает и включает передачу устройства, которым обладает роботизированная коробка передач в автоматическом режиме.

Устройство

Как уже сказано выше, роботизированная коробка сама отпускает сцепление и включает передачу с помощью блока питания, который отправляет команды двум сервоприводам. Здесь водитель и стиль езды формируют для устройства РКПП информацию, исходя из которой, оно будет работать. Основное управление РКПП на себя берет электронный блок, в котором заложен определенный алгоритм. Главным плюсом РКПП считается то, что она объединила в себе простоту и удобство использования АКПП, и надежность, и экономичность МКПП.

РКПП принято считать одной из автоматических по причине того, что если в КПП хоть один из процессов автоматизирован, то она относится к АКПП. Основой РКПП является обычная механическая КПП, которая оснащается электронным блоком. На самом деле РКПП имеют некие различия по своей конструкции.

В основе практически каждой автоматической трансмиссии лежит фрикционное сцепление. Обычно устанавливают либо диск сцепление, либо пакет фрикционных дисков. На РКПП теперь установлено два диска сцепления, что позволяет переключать передачи без потери мощности.

Главное, почему различаются РКПП, — это по приводу переключения передач и отпуску сцепления. Привод бывает гидравлическим и электрическим. Каждый из них имеет свои плюсы и минусы.  В электрическом приводе основную задачу выполняет электрический мотор, а в гидравлическом это делают гидравлические цилиндры, которые выполняют эту задачу по сигналу электромагнитных клапанов.

Главным плюсом электрического привода является меньшая потребность в энергии, а у гидравлического привода главным плюсом считается высокая скорость переключения передач.

Также у обеих систем есть недостатки, главным из которых у электрической считается низкая скорость переключения (0.3-0.5 секунд), а у гидравлической большая потребность энергии. Поэтому гидравлические РКПП устанавливают на более дорогие автомобили, а электрическим блоком оснащены бюджетные автомобили.

Электронный блок, получая сигналы, которые передают ему датчики, создает определенный стиль переключения передач и отправляет его подчиняющимся ему системам, а те в свою очередь работают по этой системе. Во время работы электронный блок работает совместно с двигателем и системой ABS, если такая установлена.

Качества

У роботизированной КПП есть ряд плюсов и минусов, про основные качества уже было сказано выше. Сначала речь пойдет о недостатках этой КПП.

  • Основным минусом считается долгое переключение передач, но это уже исправлено добавлением второго диска сцепления, поэтому этот минус остался только на первых РКПП. Роботизированная коробка с двумя сцеплениями устанавливается даже на спортивные автомобили за счет того, что переключение происходит без потери мощности.
  • Второй главный недостаток для жителей городов состоит в том, что во время движения в пробках коробка сильно изнашивается, но это тоже решаемо переходом в ручной режим.
  • Есть и третий минус, который заключается в резком переключении передач на бюджетных версиях без двойного сцепления.

Поэтому минусов у такой коробки практически нет, если она не бюджетная и правильно используется.

Теперь о плюсах РКПП.

  • Одним из важных плюсов считается простота и надежность коробки.
  • Вторым плюсом считается то, что РКПП также, как и МКПП 4 или 5 ступенчатая коробка переключения передач.
  • Наличие функции ручного переключения передач, также считается положительным качеством.
  • Еще к плюсам относится то, что робот потребляет меньше масла, чем любая другая КПП, экономия топлива и другие значительные положительные качества не могут не радовать.

Отличия

Главным будет сравнение роботизированной трансмиссии с механикой, потому что робот изготовлен именно из нее. Основным отличием является то, что сцеплением теперь никак не управляет водитель. Теперь это делает электронный блок. Например, во время ручного режима водитель, включая первую передачу, подает сигнал на электронный блок, а тот в свою очередь отправляет команды двум сервоприводам, первый сервопривод должен выжать сцепление, а второй включить первую передачу. После включения передачи сервопривод, который выжимал сцепление, плавно его отпускает, и машина трогается, последующие переключения происходят по тому же принципу. На самом деле с механической коробкой передач различия несущественные. А это значит только то, что эти виды обладают 4-6 ступенчатыми трансмиссиями.

А вот, например, с автоматической КПП они более ощутимы. Трансмиссия автомат существенно проигрывает роботу, который оснащен двумя сцеплениями, в том числе проигрывает и в сравнении с роботом с одним сцеплением.

Дело в том, что АКПП пришла на смену механике еще в 1950 годах и стала более популярной своей простотой. АКПП имеет большой вес, это ее главный недостаток. Автомат выигрывает у робота с одним сцеплением за счет того, что переключения происходят без рывков и быстрее чем у робота. Однако у механики автомат выигрывает лишь в простоте использования.

АКПП бывают с различным количеством ступеней, самое большое количество передач насчитывает восьми-ступенчатая коробка передач.

Вариатор отличается от АКПП и МКПП тем, что у него вообще нет передач. В основе вариатора лежит два шкива, один из которых соединен с двигателем, а второй с трансмиссией. Движение передается либо цепью, либо ремнем. Главным минусом вариатора является низкий коэффициент полезного действия, за счет гидравлической муфты.

Резюме

Из данной статьи можно узнать о том, какая коробка переключения передач подойдет именно Вам, а также все виды КПП, все плюсы, минусы каждой из них, каково устройство роботизированной коробки передач. Отличия всех трех видов КПП между собой также можно узнать из статьи. Прочитав ее, каждый водитель сможет точно определить и выбрать для себя трансмиссию.

Естественно, что каждый выбирает коробку под свой стиль вождения и под свои субъективные мнения, такой подход считается наиболее правильным. Например, если водитель живет в городе и ездит лишь на работу и до магазина в день зарплаты, то значит идеально подойдут вариатор или автомат, при таких условиях они долго прослужат, а вот если Вы любитель съехать с асфальта или погонять по трассе, то тут только механика, либо дорогой робот. Следует обратить внимание на то, что учиться водить следует именно на механике, здесь лучше ощущается двигатель, и водитель начинает чувствовать автомобиль.

Самое главное, что следует вынести из этой статьи то, что КПП типа робот — это обычная механика с добавленным автоматическим сцеплением и включением передач.

portalmashin.ru

Роботизированная коробка передач (РКПП)

_____________________________________________________________________________________________________________________

Итак, что такое роботизированная коробка передач и какое ее назначение? Роботизированная КПП, как и все предыдущие варианты, имеет следующее предназначение: прием, передача, преобразование крутящего момента с последующей передачей его к ведущим колесам автомобиля. Для человека несведущего, слово «роботизированная» вносит некую неясность, а именно – как робот переключает передачи. Если ответить с юмором, то в коробке не сидит «дядя робот» и не переключает своими железными руками рычаг управления передачами. Вместо «дяди робота» есть «умная» автоматика управления и необходимое количество исполнительных устройств. Но обо всем по порядку…

Условно РКПП (роботизированная коробка передач) состоит из «простой» механической коробки передач, устройств выжима сцепления и переключения передач (актуаторов), микропроцессорной системы управления и внешних датчиков. Можно ли считать РКПП неким вариантом АКПП? Сразу отметим – нет! Принцип построения «робота» ближе к «механике», с автоматическим управлением. Единственное сходство с автоматической коробкой передач это наличие сцепления в корпусе коробки, а не на маховике как в «механике». И в современных коробках находится два сцепления, для чего это нужно расскажем ниже.

Теперь о компонентах и узлах:

  • РКПП – узел, собранный по принципу МКПП, но имеющий два ведущих вала, которые находятся друг в друге, т.е. внешний вал имеет внутреннюю полость, в который вставляется внутренний первичный вал. На внешнем валу находятся шестерни привода второй, четвертой и шестой передачи, для шести ступенчатой коробки. Соответственно на внутреннем валу имеются шестерни пары первой, третьей, пятой и задней передачи. Каждый из валов имеет свое сцепление.
  • Актуаторы – это электрические или гидравлические сервоприводы, которые предназначены для механического передвижения синхронизаторов коробки передач и включения\выключения сцеплений. Электрический актуатор представляет собой электродвигатель с редуктором, а гидравлический - это простой гидроцилиндр, у которого шток связан с нужным синхронизатором.
  • Микропроцессорный блок управления (МБУ) – основной узел «сердцем», которого является довольно мощный процессор. К процессору через буферные порты подключены внешние датчики от двигателя внутреннего сгорания, систем ESP, ABS и др. Обычно блок управления коробкой совмещен с бортовым компьютером. Для хранения данных о том, что должна выполнять коробка передач при поступлении той или иной информации от датчиков, применяется ПЗУ, в которое и «заливается» алгоритм работы, в народе именуемой «прошивкой».

Рассмотрим принцип работы. В начале движения, как и у МКПП, должно плавно включиться сцепление. За это «отвечает» актуатор сцепления, который по команде МБУ медленно вращает редуктор. Сигнал на начало движения дает водитель, включив рычажок переключателя. Включается первое сцепление внутреннего первичного вала, одновременно актуатор синхронизатора подводит его к шестерне первой передачи, далее идет блокировка шестерни на валу, которая приводит в действие шестерню вторичного вала. Автомобиль тронулся с места, но водитель продолжает нажимать педаль акселератора... Сколько нужно времени, что бы включилась вторая передача, не повредив шестерни, синхронизаторы и прочее? Наверное, продолжительное. Именно первые «роботы» и «страдали» провалами между переключениями, потому, что электронике так же надо подумать, что бы ни сломать себя. Вот именно для сокращения времени переключения и было введено в конструкцию коробки второе сцепление и второй вал. Весь алгоритм работы сводится к тому, что пока работает первая передача, уже ждет включения вторая и как только МБУ даст команду, включается второе сцепление, внешний первичный вал и вторая передача. Далее по накатанной, – ждет сигнал третья передача и т.д. Время переключения сокращается до минимума, даже водитель не сможет так быстро переключить МКПП.

МБУ выдает сигналы, анализируя поступившие данные с внешних датчиков. При уменьшении скорости движения или увеличении нагрузки, например, подъем в гору, МБУ переключает в обратной последовательности передачи.

А как же быть, если нужна только пониженная передача, например, для преодоления препятствий? Для этого на МБУ водитель подает сигнал к отмене дальнейших передач после первой. Для езды задним ходом, так же в блок управления подается команда, при которой актуатор приводит в действие внутренний первичный вал и шестерню заднего хода.

Современные «коробки-роботы» это концепция, разработанная в 80-х, но с применением новейших разработок улучшающих работу коробки. Каждый производитель старается внести что-то новое и зарегистрировать свой товарный знак.

Например «Ricardo» на свой «Eаsytronic» начала устанавливать один многофункциональный актуатор, что поспособствовало уменьшению габаритных размеров «робота».

Volkswagen начал массово устанавливать на свои автомобили КПП робот под аббревиатурой S-tronic, (коробка прямого включения), что характерно, были разработаны варианты и для заднеприводных авто.

Свои разработки  улучшающие работу коробок-роботов имеются во многих компаниях (Ford, Fiat, Mitsubishi, BMW).

РЕКОМЕНДУЕМ ТАКЖЕ ПРОЧИТАТЬ: _____________________________________________________________________________________________________________________

autoustroistvo.ru


Смотрите также

 

"Питер - АТ"
ИНН 780703320484
ОГРНИП 313784720500453

Новости