МЕХАНИЧЕСКАЯ КОРОБКА РОБОТИЗИРОВАННАЯ КОРОБКА ПЕРЕДАЧ

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»?

Первое массовое применение пришлось на начало 2000-х. В 2003 году автоматическая трансмиссия с двумя сцеплениями дебютировал в массовом сегменте под брендом Volkswagen DSG. Упрощённая его версия, DSG-7 DQ200, устанавливаемая на «заряженные» версии маломощных автомобилей, заслужила крайне неоднозначную репутацию. Из крупных поломок нашумели: в тропическом климате одна жидкость протекала в другую и разъедала платы мехатроника; растрескивалось посадочное место гидроаккумулятора; разрушалась вилка 6-й и задней передач. С 2014 года Volkswagen счёл DQ200 достаточно надёжной и отказался от дополнительных гарантий.

Вождение и экономия топлива

Благодаря простоте гидравлической системы и отсутствию гидротрансформатора, минимизируются накладные расходы энергии: в DSG-7 маломощный электрический маслонасос, включающийся импульсами (давление поддерживается гидроаккумулятором). Легковой робот Renault электромеханический, а не гидравлический. Отсюда — динамичный разгон и расход топлива на уровне ручной коробки. Так, у роботизированного Volkswagen Polo Sedan (B-класс, 1,4 л турбо, 122 л. с.) характеристики на ручной коробке передач и роботе одинаковы: разгон от 0 до 100 км/ч за 9,9 с, расход 5,7 л/100 км в смешанном цикле.

Отказоустойчивость и отказобезопасность

1. Что такое роботизированная коробка.

2. Принцип работы роботизированной коробки.

3. Устройство роботизированной коробки.

4. Специфика работы РКПП.

5. Особенности роботизированной коробки DSG.

6. Достоинства и недостатки.

Любой современный автомобиль не может плавно завестись и двигаться, если у него нет трансмиссии. Сегодня существует большое разнообразие всевозможных коробок, которые не только позволяют водителю подобрать вариант, соответствующий его материальным возможностям, но и позволяют получить максимальный комфорт от вождения. Поговорим подробнее о том, что такое роботизированная коробка, ее основные отличия от механической, а также рассмотрим принцип работы этого агрегата.

Что такое роботизированная коробка

РКПП, она же «робот» — это «гибрид» механики и автоматической КПП, который является современной реализацией автоматической трансмиссии в транспортных средствах. Она состоит из полностью механической КПП и электрических (в некоторых версиях гидравлических) переключателей (актуаторов) и электронного блока управления.

Иными словами, РКПП — это МКПП, работой которой управляет робот. Большинство моделей позволяют водителям вмешиваться в управление коробкой для самостоятельного выбора передач. Но переключение скоростей осуществляется не рычагом (обычно это селектор ЭБУ), а подрулевыми лепестками, как это реализовано в спортивных машинах. Также в машине отсутствует педаль сцепления — им тоже управляет ЭБУ.

Трансмиссия с двумя сцеплениями — трансмиссия автомобиля, в составе которой имеется два независимых друг от друга в своей работе сцепления, каждое из которых отвечает за передачу крутящего момента от двигателя только на передачи чётных ступеней коробки передач (одно сцепление) или только на передачи нечётных ступеней (второе сцепление). Может быть автоматической и полуавтоматической. Широко применяется на современных (2023 год) легковых автомобилях. Потенциально годится под применение на любых колёсных дорожных транспортных средствах, от мотоциклов до седельных тягачей.

Детальный вид коробки передач Volkswagen DSG-6. Под разрезанной корзиной сцепления видны концентрические сцепления, под разрезанным поддоном мехатроника — гидроплита.

Вариант принципиальной кинематической схемы 6-ступенчатой трансмиссии с двойным сцеплением. Показанная на схеме коробка передач имеет два вторичных вала, но данная конструктивная особенность не является обязательной для подобных трансмиссий

В качестве сцеплений могут применяться сухие однодисковые сцепления и мокрые многодисковые. Сухие однодисковые сцепления могут быть как нормально замкнутые, так и нормально разомкнутые. Мокрые многодисковые всегда нормально разомкнутые. Трогание с места может осуществляться с любого сцепления. В движении сцепления работают по взаимоисключающему принципу — когда одно включено (замкнуто), другое выключено (разомкнуто). В случае сухих однодисковых сцеплений оба сцепления обычно собраны в виде единого узла с общим ведущим диском. В случае мокрых многодисковых сцеплений оба сцепления также обычно собраны в виде единого узла, но ведущие диски у каждого сцепления свои.

Небольшой объём коробки позволяет значительно сэкономить на масле: например, в DSG — DQ200 0AM с сухим сцеплением требуется не более 2 л масла G 052 512 типа DCTF в механическую часть, а для работы и охлаждения плат мехатроника — 1 л жидкости с допуском G 004 000.

Что такое роботизированная коробка передач

Работа коробки практически идентична механическому аналогу за исключением некоторых особенностей. В механизм системы входит множество деталей, из которых состоит уже знакомая всем механическая версия коробки. Главным отличием роботизированной коробки является его управление микропроцессорного типа. В таких коробках переключения передач выполняет электроника на основе данных датчиков двигателя, педали газа и колес.

Роботизированную коробку можно также назвать автоматом, но это неправильное название. Дело в том, что АКПП часто используют как обобщающее понятие. Да, у того же вариатора есть автоматический режим переключения передаточных чисел, поэтому кажется, что это тоже автомат. По сути, по строению и принципу работы робот больше подобен механической коробке.

Снаружи отличить АКПП от МКПП нереально, так как они могут иметь схожий селектор и корпус. Проверить трансмиссию можно только при движении автомобиля. Каждый тип агрегата имеет свои особенности работы.

Основная цель роботизированной трансмиссии – максимально облегчить управление. Водителю не нужно самостоятельно переключать передачи, потому что работу выполняет блок управления. Помимо комфорта, производители АКПП стремятся удешевить свою продукцию. На сегодняшний день робот является наиболее бюджетным видом коробки после механики, но он не обеспечивает такого комфорта вождения, как вариатор или автомат.

На 2023 год трансмиссия широко применяется:

Двухдисковый робот встречается как экзотика:

Двухдисковый робот неприменим:

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:

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.

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.

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.

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.

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:

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.

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.

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.

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.

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.

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.