КОРОБКА РОБОТ ЧТО ЭТО ТАКОЕ И АКПП

Легковой автомобиль ГАЗ-23: Инструкция по уходу. — Горький, 1965. — 115 с.

Наряду с другими типами трансмиссии покупателям стала доступная роботизированная коробка передач. Это своеобразная версия автоматической КПП, однако имеет множество отличий. Иметь представление об этом типе трансмиссии, ее особенностях, преимуществах и недостатках, отличиях от стандартного «автомата» все же нужно, чтобы сделать правильный выбор при покупке новой машины.

Начиная с конца 80-х годов прошлого века, инженеры стремятся максимально нивелировать разницу между автоматическими и механическими трансмиссиями.

Одним из результатов такой работы стало появление роботизированной «механики», которая на сегодняшний день присутствует в модельных линейках почти всех крупных автопроизводителей.

Какими же преимуществами и недостатками обладает такой «робот» в сравнении с классическим «автоматом»?

Разница между роботизированной коробкой передач и АКПП

Несмотря на общую сущность, между этими типами трансмиссии есть колоссальная разница. Начать следует с управления сцеплением. В РКПП им управляет ЭБУ. А вот в АКПП сцепления как такового нет, его роль играет гидротрансформатор, а редуктор представлен в виде зацепленных пар шестерен. Именно поэтому АКПП плавно переключает скорости, но в то же время потребляет больше топлива и иногда не работает так, как хочет водитель.

В РКПП присутствует и фрикционное сцепление, а конструкция блока трансмиссии близка к механической. Передачи включает и выключает умная электроника, которая руководствуется заложенными в нее алгоритмами.

Есть и визуальное отличие — в АКПП из дополнительных присутствует только режим селектора «P» (паркинг). У робота дополнительно есть нейтраль «N», а также возможность перехода на ручное переключение (впрочем, не у всех). Это связано с принципами управления и особенностями конструкции узла.

Специфика работы РКПП

Для плавного старта автомобиля водитель должен правильно использовать педаль сцепления. После того, как он включил первую или заднюю передачу, ему нужно плавно отпустить педаль. Когда водитель почувствует зацепление дисков, отпуская педаль, он может добавить обороты двигателя, чтобы автомобиль не заглох. Так работают механики.

Идентичный процесс происходит в работе. Только в этом случае большой сноровки от водителя не требуется. Ему нужно только перевести переключатель коробки в соответствующее положение. Автомобиль начнет движение в соответствии с настройками блока управления.

Простейшая модификация с одним сцеплением работает так же, как и классическая механика. Однако при этом наблюдается наличие одной проблемы – электроника не фиксирует обратную связь от сцепления. Если человек способен определить, насколько плавно необходимо отпускать педаль в том или ином случае, то автоматика работает жестче, поэтому движение автомобиля сопровождается ощутимыми рывками.

Особенно это ощущается в модификациях с электроприводом актуаторов – пока переключается передача, сцепление будет в разомкнутом состоянии. Это будет означать разрыв потока крутящего момента, из-за чего автомобиль начинает тормозить. Так как скорость вращения колес меньше соответствует включенной передаче, возникает легкий рывок.

Инновационным решением этой проблемы стала разработка модификации с двойным сцеплением. Ярким представителем такой трансмиссии является Volkswagen DSG. Давайте поподробнее рассмотрим его особенности.

Советы по грамотной эксплуатации «робота»

Чтобы езда была комфортной, а трансмиссия и сцепление прослужили долго и не требовали частых визитов в сервис, стоит придерживаться советов профессионалов по грамотной езде на машине с РКПП.

В первую очередь следует отказаться от агрессивного вождения. Роботизированная трансмиссия больше подходит для неспешных поездок в городском режиме, а не для спортивных состязаний. Для резких ускорений стоит выбирать ручной режим и работать подрулевыми лепестками и учиться пользоваться акселератором.

Стоит избегать частых поездок в режиме «старт-стоп» — иными словами, «толкаться» в пробках нужно аккуратно. Это значит, что не нужно каждый раз поджимать машину к впередистоящей, если она проехала полметра.

И наконец — регулярное плановое ТО. Узел работает в соответствии с усредненными значениями износа сцепления, поэтому при большой выработке дисков коробка запросто перейдет в аварийный режим с ограничением количества доступных передач.

Научиться ездить на машине с РКПП (и любой другой трансмиссией) и сдать на водительские права категории «B» с первого раза можно в автошколе «Вектор». Опытные инструкторы и обширный автопарк позволят каждому освоить водительское мастерство. Запишитесь в группу онлайн или по телефону, или пройдите бесплатное пробное занятие перед поступлением на обучение.

Классический автомат

Казалось бы, будущее «гидротрансформаторных автоматов» предрешено, тем не менее, «старая гвардия» не спешит сдавать свои позиции.

Во-первых, развитие таких трансмиссий также не стоит на месте. Хотя у многих автолюбителей «классическая» АКП ассоциируется с морально устаревшими четырехступенчатыми «автоматами», которые не спешат переключать скорости и не особо заботятся об экономии топлива.

На самом деле такие коробки передач встречаются сейчас только на бюджетных моделях, да и то довольно редко. Подавляющая часть «автоматов» сегодня имеют минимум шесть скоростей и предлагают функцию ручной смены передач.

Более такого, производители активно увеличивают количество ступеней в таких КП, чтобы добиться лучшей экономичности. На автомобилях стоимостью выше среднего все чаще появляются восьми- и даже девятидиапазонные трансмиссии, а некоторые бренды, например Ford, уже завлекают клиентов «автоматами» на 10 (!) ступеней.

Роботизированными трансмиссиями не оснащаются полноценные внедорожники, потому что на сроке службе «роботов» негативно сказываются продолжительные пробуксовки на бездорожье и рывки из-за изменения сцепных свойств при контакте четырех колес с дорогой. Хотя все это по большому счету не очень полезно и для обычных АКП.

Принцип работы роботизированной коробки

Роботизированная трансмиссия может переключаться на следующую скорость автоматически или наполовину автоматически. В первом случае блок микропроцессора получает сигналы от датчиков, на основании которых срабатывает запрограммированный изготовителем алгоритм.

Большинство коробок передач оснащены ручным селектором. В этом случае скорости все равно будут включаться автоматически. Единственное, водитель может самостоятельно сигнализировать о моменте включения повышенной или пониженной передачи. Сходный принцип работы имеют некоторые АКПП типа Tiptronic.

Чтобы увеличить или снизить скорость, водитель передвигает рычаг селектора в сторону + или в сторону -. Благодаря этой опции некоторые люди называют эту передачу последовательной или секвентальной.

Роботизированный ящик работает по следующей схеме:

Когда водитель управляет автомобилем с механикой, он должен ощущать свой автомобиль, чтобы определить момент, когда нужно переключаться на другую скорость. В роботизированном аналоге происходит аналогичный процесс, только водителю не нужно думать о том, когда переместить рычаг КПП в требуемое положение. Это делает микропроцессор.

Система отслеживает всю информацию от всех датчиков и подбирает оптимальную передачу конкретной нагрузки. Чтобы электроника могла переключать передачи, трансмиссия имеет гидромеханический привод. В более распространенном варианте вместо гидромеханики устанавливается электропривод или сервопривод, который подключает/отключает сцепление в коробке (кстати, это имеет некоторое сходство с АКПП – сцепление находится не там, где находится в МКПП, а именно у маховика, а в корпусе самой трансмиссии) .

Когда блок управления подает сигнал о том, что время переходить на другую скорость, первым включается первый электрический (или гидромеханический) сервопривод. Он размыкает трущиеся поверхности сцепления. Затем второй сервопривод перемещает шестеренки механизма в нужное положение. Затем первый медленно отпускает сцепление. Такая конструкция позволяет механизму работать без участия водителя, поэтому у машины с роботизированной трансмиссией нет педали сцепления.

Многие селекторы имеют фиксированное положение передач. Этот так называемый tiptronic позволяет водителю самостоятельно контролировать момент переключения на более высокую или более низкую скорость.

Управление работой АКП

Селектор позволяет водителю выбрать текущий режим работы АКП. Расположение рычага селектора может быть различным.

Американский автомобиль AMC Rambler Classic 770 с подрулевым селектором АКП

Напольный селектор на Chevrolet Corvette. Раскладка режимов работы — R-L-D-N-P, для перехода в режимы R и P рычаг нужно было потянуть на себя

Селектор современной АКП на Audi A6

Packard середины 1950-х годов с кнопочным селектором АКП (на панели приборов правее рулевой колонки)

Селектор со ступенчатой прорезью

J-образная прорезь под рычаг селектора на автомобиле Jaguar

Селектор в виде джойстика на BMW

Современный кнопочный селектор АКП фирмы Allison

На автомобилях американского производства до 1990-х годов в основной массе селектор был расположен на рулевой колонке, что позволяло посадить на цельном переднем диване трёх человек. Для переключения режимов работы трансмиссии его надо было потянуть на себя и перевести в нужное положение, которое показывала стрелка на специальном указателе — квадранте. Изначально квадрант размещали на кожухе рулевой колонки, позднее его перенесли на большинстве моделей в щиток приборов, обычно он располагался под спидометром.

К близкому типу можно отнести и селекторы, расположенные на панели приборов рядом с рулевой колонкой и щитком приборов, как например у некоторых моделей фирмы Chrysler 1950-х годов или Honda CR-V третьего поколения.

Напольное расположение селектора впервые появилось на спортивном Chevrolet Corvette в 1953 году, а впоследствии получило широкое распространение на европейских машинах.

На японских автомобилях встречались оба варианта, в зависимости от целевого рынка — на автомобилях для внутреннего японского и американского рынков и в наше время встречаются подрулевые селекторы трансмиссии, в то время как для иных рынков практически исключительно используются напольные.

В настоящее время обычно используется напольный селектор.

На минивэнах и коммерческих автомобилях вагонной и полукапотной компоновки, а также некоторых внедорожниках и кроссоверах с высокой посадкой водителя, довольно большое распространение имеет расположение селектора на панели приборов по центру (или высоко на консоли).

Существуют системы выбора режимов работы трансмиссии без рычага, в которых для переключения используются кнопки — например, на автомобилях Chrysler конца 1950-х — начала 1960-х годов, Edsel, советской «Чайке» ГАЗ-13, многих современных автобусах (из известных в России можно назвать городские модели ЛиАЗ, МАЗ с АКПП фирмы Allison, имеющей кнопочный селектор). В последние годы они снова набирают популярность (например, у Lincoln MKC выбор режима работы трансмиссии осуществляется кнопками, расположенным на панели приборов слева от мультимедийного блока).

Если система имеет рычаг-селектор, выбор нужного режима осуществляется его перемещением в одно из возможных положений.

Для предотвращения случайных переключений режимов используют специальные механизмы защиты. Так, на автомобилях с подрулевым селектором для переключения диапазона трансмиссии надо потянуть рычаг на себя, только после этого его можно перевести в нужное положение. В случае напольного рычага используется как правило блокирующая кнопка, расположенная сбоку под большим пальцем водителя (большинство моделей), сверху (например на Hyundai Sonata V) или впереди (примеры — Mitsubishi Lancer X, Chrysler Sebring, Volga Siber, Ford Focus II) на рычаге, или рычаг необходимо немного утопить. В других случаях, прорезь для рычага выполняется ступенчатой (многие модели Mercedes-Benz, Hyundai Elantra платформы i30 или Chevrolet Lacetti, на последнем прорезь выполнена ступенчатой, а рычаг надо утопить для перехода из диапазона R в диапазон N и далее.

Как правило, между режимами, включение которых допустимо в движении, можно переключиться и без выжима кнопки — например, на трансмиссиях Volkswagen 1980-х годов кнопку необходимо нажимать только для перехода из P в R, из R в N и из «2» в «1» (и обратно). Между диапазонами N, D и 2 можно переключаться без выжима кнопки. Также многие современные модели имеют устройство, не дающее переместить рычаг селектора АКП в положение движения, если не выжата педаль тормоза, что также повышает безопасность обращения с трансмиссией.

Фирма Jaguar использовала в своё время U-образную прорезь для рычага селектора, с делениями P, R, N и D с правой стороны и D, 3, 2 — с левой.

Если ранее алгоритм работы селектора был жёстко задан устройством механического привода к АКП, то сегодня электронное управление коробкой передач в принципе позволяет использовать для переключения между её режимами работы любые устройства ввода с произвольным алгоритмом работы — единственным сдерживающим фактором являются существующие на данный момент стандарты, предусматривающие стандартизацию режимов (P-R-N-D-L и так далее), но и их производители научились обходить. Так, на некоторых современных автомобилях рычаг-селектор АКП заменяется на джойстик, у которого вместо соответствующих диапазонам трансмиссии отдельных фиксированных положений для последовательного переключениям между ними имеются два нефиксированных положения, позволяющих «пролистывать» режимы работы один за другим. Скажем, на автомобилях BMW для трогания с места нужно при выжатой педали тормоза нажать расположенную на джойстике сверху кнопку, отключающую парковочную блокировку — при этом АКП переходит из режима P в режим N (о чём сигнализирует светящийся индикатор), после чего толкнуть джойстик назад и отпустить, включив режим D, и начать движение, опустив педаль тормоза — либо уже в режиме D толкнуть джойстик влево и отпустить, включая режим ручного управления коробкой, в котором водитель может переключаться между высшими и низшими передачами толкая джойстик вперёд-назад. Иногда и сам рычаг заменяют на клавиши, вращающуюся «шайбу» и тому подобные устройства с алгоритмом работы, похожим на описанный выше. Соблюдение эксплуатационных норм значительно продлевает срок службы трансмиссии.

Основные режимы работы

Что касается режимов работы, то практически любая автоматическая трансмиссия имеет следующие режимы, ставшие стандартными с конца 1950-х годов:

Начиная с конца 1950-х годов эти режимы располагают именно в такой последовательности, а в 1964 году в США она была закреплена в качестве обязательной для использования американским Сообществом автомобильных инженеров (SAE), в результате чего стала по сути всемирным отраслевым стандартом. Этот стандарт приняло абсолютное большинство автомобилестроительных фирм даже за пределами США, поскольку, во-первых, американский рынок автомобилей был в те годы наиболее объёмным и прибыльным (и остаётся до сих пор), а во-вторых — американские автомобили составляли абсолютное большинство среди автомобилей с автоматическими коробками передач, что делало логичным шагом унификацию принятого на них алгоритма управления АКП в мировом масштабе.

Кроме того — данная последовательность была эргономически обоснована, поскольку её выработке в США предшествовал достаточно длительный период эксплуатации автомобилей с не унифицированными между собой алгоритмами управления АКП, многие из которых на практике оказывалось неудобным или даже небезопасным. Например, водители, привыкшие к механическим коробкам передач тех лет с подрулевым рычагом, у которых для включения первой передачи необходимо было потянуть рычаг на себя и опустить до упора вниз, могли привычным движением случайно включить задний ход и попасть в ДТП на парковке или сбить пешехода при раскладке режимов P-N-D-L-R (АКПП Buick DynaFlow) или P-N-D-S-L-R (GM Hydramatic) — что привело к целому ряду исков к производителям от пострадавших. Кроме того, на старых изношенных автомобилях с раскладкой P-N-D-L-R наблюдались случаи самопроизвольного переключения из L в R на ходу при использовании приёма торможения двигателем или от тряски на неровной дороге, что приводило к поломкам коробки и авариям.

Именно в соответствии с полученным в этот период опытом положение, соответствующее режиму заднего хода R, стали располагать перед нейтральным положением селектора N. Впервые раскладка P-R-N-D-L была использована на автомобилях фирмы Ford.

Позднее стала использоваться механическая блокировка, не дающая переключиться в режимы P и R без выжима специальной кнопки, что ещё больше повышало безопасность обращения с автомобилем. Так как включение режимов R и P на ходу может вызвать поломку коробки передач, в современных моделях с электронным управлением даже в случае обхода водителем блокировки коробка передач не исполнит ошибочные команды, а просто останется в текущем диапазоне.

Дополнительные режимы работы

В современных автоматических трансмиссиях с большим числом рабочих диапазонов могут присутствовать дополнительные режимы работы, а положения селектора могут обозначаться иначе:

На тракторах, оснащённых автоматическими трансмиссиями, с помощью селектора выбирается рабочий диапазон скоростей: замедленные, силовые, транспортные, а также направление движения. Тракторные АКП допускают принудительное включение нужной передачи трактористом.

АКП, в отличие от механической КП, поддерживает торможение двигателем далеко не во всех режимах. В режимах, где торможение двигателем запрещено, трансмиссия свободно проскальзывает в обгонных муфтах (как в велосипеде) и автомобиль движется «накатом». Например, в некоторых случаях первая передача с торможением двигателем задействуется только при выборе водителем положения «1». При выборе первой передачи автоматикой из положения «D» торможение двигателем невозможно.

Также, встречаются дополнительные переключатели (реализованные, например, в виде кнопок) режимов работы АКП:

В некоторых случаях режим Sport задействуется автоматически при нажатии на педаль газа до упора (а с современными электронными системами управления — нередко просто от сильного или резкого прибавления газа), в режиме «кикдауна» (англ. ). В некоторых случаях режим кикдауна запрещён при отключении режима Overdrive.

Недостатки и особенности робота

Начнем с конструктивных особенностей «робота», который по сути является механической коробкой передач, но без третьей педали. За выжим сцепления в такой КП отвечает электропривод (актуатор).

В отличие от автоматической коробки с гидротрансформатором, конструкция роботизированной «механики» значительно проще, поэтому и дешевле в производстве. Последнее преимущество сыграло главную роль в быстром появлении «роботов» на многих недорогих моделях.

Но как оказалось, производители немного поспешили с массовым запуском такой трансмиссии на рынок. Все дело в том, что большинство «роботов», особенно при активной езде, не обеспечивали плавного переключения передач, раздражая водителей рывками и задержками при смене ступеней, а также откатом при старте на подъеме. Кроме того, роботизированные КП не могли похвастаться высокой надежностью.

Роботизированная коробка передач с двойным сцеплением

Улучшить плавность «роботов» взялся концерн Volkswagen, внедрив на своих моделях в середине 2000-х годов преселективный «робот» с двумя сцеплениями (DSG). В таких трансмиссиях четные и нечетные передачи, расположены на отдельных валах, оснащенных индивидуальными сцеплениями.

Новый тип КП хоть и стал совсем недешевым в производстве, но избавился от медлительности первых «роботов» и даже смог обеспечить автомобилю динамику разгона лучше, чем у версий с обычной «механикой». В дальнейшем многие ведущие автопроизводители также начали переходить на подобные “автоматы”, заказывая их у ведущих производителей трансмиссий.

Впрочем, в некоторых случаях остались вопросы к надежности отдельных КП данного типа. Но в сравнении с прежним «роботом» плавность и скорость переключений выросла просто несравнимо.

В подтверждение этого превосходства отметим, что в настоящий момент большинство брендов уже отказались от применения  «роботов» с одним сцеплением и в ближайшем будущем такая трансмиссия может уйти в историю.

Помимо «скорострельности», современные роботизированные КП с двумя сцеплениями превосходят классические «автоматы» и по экономичности. « Роботы» вполне способны помогать двигателю расходовать топливо на уровне версий с «механикой» и даже меньше.

Нужно сказать что роботы с двумя сцеплениями делятся на два типа. Более простые и дешевые рассчитаны на небольшой крутящий момент (до 250 Нм) имеют так называемое “сухое” сцепление. А для моделей з большей мощностью предлагают уже “роботы” с “мокрым” сцеплением” которое находится в масляной ванне. Такого типа конструкция способна обрабатывать существенно более высокий крутящий момент.

Автомат или робот

Разница между «классическим автоматом» и «роботизированной» механикой с каждым годом уменьшается. Если «роботы» сохранят темпы “самосовершенствования”, подтянув надежность и выносливость, то «гидротрансформаторам» придется серьезно потесниться.

Достоинства и недостатки

Рассмотренный вид трансмиссии имеет как положительные, так и отрицательные стороны. К преимуществам коробки можно отнести:

Несмотря на явные преимущества перед другими автоматическими трансмиссиями, у работа есть несколько существенных недостатков:

Конструкция гидромеханической АКП

Гидротрансформатор АКП всегда представляет собой так называемую «комплексную гидропередачу» — то есть гидропередачу, способную работать и как гидротрансформатор и как гидромуфта. Название такой гидропередачи гидротрансформатором не совсем корректно, но в контексте АКП оно общеупотребимо и поэтому допустимо. Гидротрансформатор позволяет разорвать поток мощности внутри себя и тем самым выполняет функцию сцепления. Именно за счёт гидротрансформатора обеспечивается возможность кратковременной остановки автомобиля без необходимости перевода АКП в режим нейтрали. Гидротрансформатор позволяет увеличивать крутящий момент в зависимости от нагрузки, что является преимуществом любой гидромеханической АКП. Гидротрансформатор сглаживает крутильные колебания от двигателя. Также именно гидротрансформатор обеспечивает возможность так называемого «ползущего режима», когда автомобиль на холостом ходу мотора, может двигаться с очень низкой скоростью. Ради экономии топлива гидротрансформатор блокируется на подавляющем большинстве режимов движения, с 20 км или со второй скорости. На АКП автобусов и гусеничных машин возможно использование гидротрансформатора в качестве гидродинамического тормоза. Заполнение жидкостью гидротраснформатора происходит из общей гидросистемы АКП. По умолчанию гидротрансформатор располагается между двигателем и самой КП, но в трансмиссиях грузовых автомобилей, автобусов и гусеничных машин гидротрансформатор также может располагаться внутри самой АКП между планетарными рядами.

Блокировка гидротрансформатора представляет собой фрикционную гидроподжимную муфту, жёстко соединяющую насосное и турбинное колёса гидротрансформатора и встроенную в общую гидросистему АКП. Блокировка не является обязательным элементом АКП: она присутствует на всех современных АКП, но на АКП старых разработок (с четырьмя и менее передачами) её могло не быть. На современных АКП блокировка включается в работы на всех передачах переднего хода, начиная с первой. Мировым пионером подобного подхода стала компания Porsche, выпустив в 1990 году четырёхступенчтаую АКП Типтроник, на которой впервые блокировка могла работать на всех передачах. Блокировка как бы выключает гидротраснформатор из работы, переводит его в режим прямой передачи и повышает КПД всей системы. Также блокировка позволяет эффективно тормозить двигателем.

Компактная двухрядная планетарная передача типа Ровиньо

АКП (планетарная часть автоматической передачи) состоят из планетарных редукторов (они же планетарные ряды), фрикционных и обгонных муфт, соединительных валов и барабанов. Также иногда применяется тормозная лента, затормаживающая один из барабанов относительно корпуса коробки передач при включении той или иной передачи. Исключением являются редкие АКП, в которых вместо планетарной передачи использованы валы с цилиндрическими шестернями постоянного зацепления и включением передач индивидуальными гидроподжимными муфтами.

Фрикционные муфты (в обиходе иногда называются «пакетами фрикционов») осуществляют переключение передач сообщением или разобщением элементов АКП — входного и выходного валов и элементов планетарных редукторов, а также их затормаживанием на корпус АКП. Муфта выглядит как нечто среднее между сцеплением и синхронизатором в МКП и состоит из барабана и хаба, барабан имеет крупные прямоугольные шлицы внутри, хаб — крупные прямоугольные зубья снаружи. Между барабаном и хабом расположен пакет кольцеобразных фрикционных дисков, часть из которых выполнена из металла и имеет выступы снаружи, входящие в шлицы барабана, а часть — из пластмассы и имеет вырезы внутри, куда входят зубья хаба. Сообщение фрикционной муфты производится сжатием пакета дисков гидравлически кольцеобразным поршнем, установленным в барабане. Масло к цилиндру подводится через специальные отверстия (масляные каналы) в барабане, валах и корпусе АКП.

Обгонная муфта свободно проскальзывает в одном направлении и заклинивает с передачей момента в другом. Обычно состоит из внешнего и внутреннего колец и расположенного между ними сепаратора с роликами. Используется для снижения ударов во фрикционных муфтах при переключении передач (передача момента начинается только при повышении оборотов двигателя после переключения, приводящего к попытке одной из деталей планетарного редуктора вращаться в обратную сторону и заклиниванию её в обгонной муфте), а также для отключения торможения двигателем в некоторых режимах работы трансмиссии.

Пример кинематики включения передач в одной из АКП (Nissan Almera):

Устройство управления АКП представляет собой набор золотников (релейных клапанов), управляющих потоками масла к поршням тормозных лент и фрикционных муфт. Положения золотников задаются как вручную механически (клапан мануал) рукояткой селектора, так и автоматически. Автоматика бывает гидравлической или же электронной.

Гидравлическая автоматика использует давление масла от центробежного регулятора, соединённого с выходным валом АКП, а также давление масла от нажатой водителем педали газа. Это даёт автоматике информацию о скорости автомобиля и положении педали газа, на основании которой переключаются золотники.

Электронная автоматика использует соленоиды, перемещающие золотники. Кабели от соленоидов выходят вне пределов АКП и идут к расположенному где-то вне АКП блоку управления, иногда объединённому с блоком управления впрыском топлива и зажиганием. Решение о перемещении соленоидов принимается электроникой на основе информации о положении педали газа и скорости автомобиля, а также положении рукоятки селектора.

В некоторых случаях предусмотрена работоспособность АКП даже при полном выходе из строя электронной автоматики, но только с третьей передачей переднего хода, или же со всеми передачами переднего хода, но с необходимостью их ручного переключения рукояткой селектора

Средним временем переключения для большинства серийных автомобилей является время порядка 130—150 мс, для суперкаров — 50—60 мс, у болидов Формула-1 — 25 мс.

Режим ручного управления

Некоторые автоматические коробки передач имели режим ручного управления, в котором водитель может переключать передачи по собственному усмотрению, как в механической коробке передач — при помощи либо переведённого в особое положение штатного селектора, либо отдельного органа управления (клавиши, подрулевые «лепестки» и тому подобное). Подобный функционал был реализован ещё на самых ранних автоматических коробках передач — например, в 1966 году Ford на модели Fairlane GT/A предлагал Sport Shift, вариант автоматической коробки передач Cruise-O-Matic, в котором имелась возможность перебрать все три имеющиеся передачи, тронувшись с места в режиме «1» (только первая передача), а затем — последовательно переключаясь в режимы «2» (только вторая передача) и D (при этом коробка сразу переключалась на третью передачу). Однако из-за низкого удобства в использовании широкого распространения такие конструкции не получили.

Более удачным оказался TipTronic — режим работы АКП с ручным переключением передач, реализованный компанией Porsche. В некоторых странах СНГ слово «типтроник» часто используется в качестве общего для всех аналогичных конструкций других производителей, хотя оно и является торговой маркой Porsche (другие производители называют аналогичные конструкции иначе).

В этом режиме выбор передачи осуществляется водителем вручную подталкиванием рычага селектора в направлениях «+» и «-» — переход на следующие передачи вверх и вниз. В канонической конструкции автоматически осуществляется только понижение передачи при падении оборотов двигателя до холостых. Трансмиссии ряда производителей, кроме того, автоматически повышают передачу при достижении предельных оборотов двигателя. Механически коробка передач при этом такая же, как и обычная АКП, изменён только рычаг селектора и автоматика управления. Признак TipTronic-подобных АКП — Н-образный вырез для перемещения рычага селектора а также символы + и -.

Другие виды автоматических трансмиссий

Наряду с классическими гидромеханическими АКП, работающими в паре с гидротрансформатором, существуют также «роботизированные» коробки передач — близкие по устройству к механическим, но работой сцепления и переключением передач управляет снабжённая сервомеханизмами автоматика.

В большинстве случаев КП такого типа применялись на малолитражных автомобилях, применение на которых гидромеханической передачи было неприемлемо из-за слишком больших потерь мощности. Главная черта механических коробок передач с автоматизированным переключением — отсутствие гидротрансформатора, что позволяет ощутимо снизить потери в трансмиссии. Однако это же обуславливало характерный недостаток первого поколения механических коробок передач с автоматизированным переключением: недостаточно плавные переключения между передачами из-за резкого прерывания передачи крутящего момента, что существенно усугублялось сравнительным несовершенством использовавшихся управляющих устройств и исполнительных механизмов, которые не позволяли сравниться в указанных качествах ни с механической, ни с гидромеханической автоматической коробкой передач. В последней для обеспечения плавности переключений служит как раз гидротрансформатор, а в первых она обеспечивается достигнутым длительной практикой навыком водителя. Кроме того, для «роботизированных» коробок передач первого поколения была характерна сравнительно низкая надёжность — как в сравнении с механическими, так и по сравнению с хорошо отработанными в производстве гидромеханическими автоматическими коробками передач. Такие коробки передач предлагались, в частности, фирмами Aisin Seiki (Toyota Multimode) и Magneti Marelli (Opel Easytronic, Fiat Dualogic, Citroën Sensodrive), а также Ricardo, коробки передач которой устанавливались на спортивные машины — Lamborghini, Ferrari, Maserati и др.

На данный момент роботизированные коробки с одним сцеплением практически повсеместно сняты с производства. Они ещё устанавливаются на некоторые модели Opel и Fiat, но, вероятно, по мере текущей модернизации будут заменены на быстродействующие 6-ступенчатые планетарные АКП, типа Aisin Seiki AWTF-80SC. Данную коробку уже используют на автомобилях Alfa Romeo, Citroën, Fiat, Ford, Lancia, Land Rover/Range Rover, Lincoln, Mazda, Opel/Vauxhall, Peugeot, Renault, Saab и Volvo. Данная коробка предназначена для переднеприводных автомобилей с крутящим моментом до 400 Н·м (6500 об./мин.), что делает её удобной для турбированных и дизельных двигателей.

Второе поколение роботизированных коробок передач — так называемая преселективная коробка передач. Наиболее известный представитель этого вида — Volkswagen DSG (разработчик Borg-Warner), она же — Audi S-tronic, а также Getrag Powershift, Porsche PDK, Mitsubishi SST, DCG, PSG, Ford Durashift. Особенностью данного типа коробок передач является то, что в них имеются два отдельных вала для чётных и нечётных передач, каждый из которых управляется своим сцеплением. Это позволяет предварительно переключить зубчатые колёса очередной передачи, после чего почти мгновенно переключить сцепления, при этом разрыва крутящего момента не происходит. Данный вид автоматических коробок передач в настоящее время является наиболее совершенным с точки зрения экономичности и скорости переключения.

Применяемая на некоторых автомобилях вариаторная передача, которая также обеспечивает автоматическое изменение передаточного числа трансмиссии, строго говоря, не является коробкой передач — вариатор осуществляет плавное изменение передаточного числа трансмиссии без каких либо фиксированных передач и, таким образом, является подвидом бесступенчатой трансмиссии.

Многовальные прямого переключения

Применяются на некоторых спортивных автомобилях: например, в Koenigsegg Jesko три вала, семь фрикционов и девять передач. Обладают «спортивным характером», как роботизированные, и быстрым переходом из гражданской езды в спортивный режим, как автоматы.

У Jesko лепестки переключения передач работают как трёхпозиционные кнопки фотоаппарата: полунажатие левого опускает передачу, полное нажатие — ставит самую «спортивную». Аналогочно, полунажатие правого поднимает, полное нажатие — ставит самую экономную.

Близок по характеру езды, но имеет совершенно другое устройство «автомат со сцеплением», применяемый, например, на некоторых спортивных «Mercedes».

Устройство роботизированной коробки передач

Сегодня существует несколько видов роботизированных трансмиссий для легковых автомобилей. В некоторых поводах они могут отличаться друг от друга, но основные части остаются идентичными.

Вот узлы, входящие в состав коробки:

Принцип работы РКПП

Чтобы описать роботизированное управление трансмиссией, достаточно представить на месте ЭБУ человека, который пользуется машиной с механической КПП. Но есть ряд нюансов. Э БУ считывает показания датчиков, сверяет их с заложенными схемами и дает команды на сервоприводы сцепления и актуаторы.

Непосредственно для живого водителя процесс выглядит следующим образом:

Алгоритмы с каждым годом усложняются, что приближает поведение ЭБУ РКПП к поведению живого профессионального водителя в реальных дорожных условиях. Уже сегодня роботизированные коробки отлично справляются с возложенными функциями, способны отличить необходимость резкого ускорения без перебора скоростей (при обгоне или уклонении от ДТП) от обычного ускорения.

Особенности роботизированной коробки DSG

Аббревиатура означает коробку передач с прямым переключением передач. По сути это две механические коробки, установленные в одном корпусе, но с одной точкой подключения к шасси машины. Каждый механизм имеет свое сцепление.

Главной особенностью этой модификации является преселективный режим. То есть, пока первый вал работает с включенной передачей, электроника уже подключает соответствующие шестерни (при разгоне на увеличение передачи, на торможении – на понижение) второго вала. Главному поводу нужно отключить одно сцепление и подключить другое. Как только от блока управления поступает сигнал о переключении на другую степень, рабочая муфта размыкается и сразу включается вторая с уже задетыми передачами.

Такая конструкция позволяет ездить без сильных рывков во время разгона. Первые разработки преселективной модификации появились в 80-х годах прошлого столетия. Правда, затем работы с двойным сцеплением стали устанавливать на раллийные и гоночные автомобили, в которых скорость и точность переключения передач имеют огромное значение.

Если сравнивать коробку DSG с классическим автоматом, то первый вариант имеет больше преимуществ. Во-первых, за счет более привычного строения основных элементов (за основу изготовитель может взять любой готовый механический аналог) такая коробка будет дешевле в продаже. Этот же фактор сказывается и на обслуживании агрегата – механика более надежна и легче в ремонте.

Это позволило производителю устанавливать инновационную трансмиссию на бюджетные модели выпускаемой продукции. Во-вторых, многие владельцы транспортных средств с такой коробкой передач отмечают повышение экономичности автомобиля по сравнению с идентичной моделью, но с другой коробкой передач.

Плюсы и минусы роботизированного переключения передач

Поскольку РКПП объединяет в себе и механическую КПП, и «автомат», она «наследует» как преимущества, так и недостатки обоих типов трансмиссии.

Из недостатков можно выделить рывки, когда работает механизм выбора скоростей. Для корректной работы коробке передач требуется более мощный двигатель, иначе нормальной динамики добиться будет сложно. Ведь ЭБУ нужно всегда иметь запас мощности, к тому же все скорости на такой КПП более «длинные» в сравнении с МКПП.

И последнее — стоимость машины, оборудованной РКПП. Она всегда будет выше, чем у чистого «автомата» или версии с МКПП. И обусловлено это вовсе не конструктивной сложностью, а необходимостью использования более мощного мотора.