РОБОТИЗИРОВАННАЯ КОРОБКА ПЕРЕДАЧ

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.

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.

Чем «робот» отличается от «автомата»

Эти две трансмиссии похожи друг на друга, но при этом есть ряд отличительных особенностей:

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.

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.

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 -.

Роботизированная коробка передач (РКПП)

Роботизированная коробка передач (РКПП) — популярный вид трансмиссии, который устанавливается на большинство современных автомобилей. По принципу работы она мало чем отличается от АКПП: для трогания с места необходимо настроить передачу на Drive или Reverse. Однако по конструкции это совершенно другая трансмиссия, которая резко отличается от знакомого многим «автомата».

«Роботы» идеально подходят для плавной езды и прекрасно ведут себя на длительных передачах. Агрессивный стиль вождения совершенно не подходит для такого устройства. Чтобы трансмиссия прослужила долго и безотказно, необходимо соблюдать базовые правила эксплуатации и обслуживания.

РКПП — роботизированная коробка передач, «робот»

Роботизированная коробка передач (также известная как коробка «робот») представляет собой автоматическую систему выбора и включения передач без вмешательства водителя. Важно отметить, что роботизированная трансмиссия не является разновидностью гидромеханической автоматической коробки передач (АКПП).

Для более полного понимания концепции роботизированной коробки передач, следует начать с рассмотрения устройства и принципа работы обычной механической коробки передач (МКПП). Фактически, роботизированная коробка представляет собой ту же механическую систему, но с возможностью автоматического переключения передач, обеспечиваемого благодаря наличию блоков управления и электронно-механических устройств.

Устройство, особенности и принцип работы роботизированной коробки передач

Как упоминалось выше, роботизированная коробка передач (РКПП) состоит из механической коробки передач и дополнительных устройств, включая механизм выжима сцепления и систему выбора и переключения передач. Эти устройства известны как актуаторы: актуатор сцепления и актуатор выбора передачи. Кроме того, РКПП оборудована собственной системой управления, включающей в себя электронное блок управления (ЭБУ) коробкой и несколько электронных датчиков, взаимодействующих с ЭБУ.

Следовательно, данный тип коробки передач представляет собой механическую коробку с автоматическим управлением и существенно отличается от традиционной автоматической трансмиссии и вариатора.

Роботизированная коробка передач, подобно обычной механической коробке, включает в себя сцепление, но в ней не используется гидравлическая жидкость ATF (автоматическая трансмиссионная жидкость) для управления и других целей. Следует также отметить, что в современных роботизированных коробках передач может быть одно или два сцепления. В первом случае это называется однодисковым «роботом», а во втором — преселективной роботизированной коробкой передач с двумя сцеплениями.

Что касается структуры коробки передач «робот», в ней можно выделить следующие основные компоненты:

Давайте более подробно рассмотрим внутреннее устройство 6-ступенчатой роботизированной коробки передач с двумя сцеплениями. Эта коробка имеет сходство с механической коробкой передач (МКПП), но включает в себя два ведущих вала, которые размещены один внутри другого. Внешний вал содержит шестерни для 2, 4 и 6 передач, в то время как внутренний вал содержит шестерни для 1, 3, 5 передач и передачу заднего хода. Для каждого из этих валов предусмотрено собственное сцепление.

Актуаторы в роботизированной коробке представляют собой либо электрические устройства, либо гидравлические сервоприводы. Электрический актуатор обычно включает в себя электромотор с редуктором, в то время как гидравлический актуатор представляет собой гидроцилиндр, чей шток связан с синхронизатором. И как в случае первого, так и второго типа актуаторов, их основной задачей является механическое перемещение синхронизаторов коробки передач и управление сцеплением.

Блок управления коробкой передач представляет собой микропроцессорный электронный блок (ЭБУ), который связан с внешними датчиками, активированными в рамках системы управления двигателем автомобиля (ЭСУД). Другими словами, контроллер коробки передач взаимодействует с датчиками, связанными с работой двигателя, а также с рядом других систем, таких как система антиблокировки тормозов (ABS) и другими. Зачастую блок управления коробкой передач интегрирован с ЭБУ двигателя, что позволяет коробке работать в соответствии с заранее заданным алгоритмом.

Как работает роботизированная коробка передач

Что касается принципов работы роботизированной коробки передач (РКПП), для начала движения и последующего плавного переключения передач необходимо активировать сцепление, как и в случае с обычной механической коробкой передач (МКПП). Включение сцепления осуществляется актуатором, который получает сигнал от электронного блока управления коробкой (ЭБУ) и начинает медленно вращать редуктор.

В случае коробки с двумя сцеплениями, сначала включается первое сцепление на внутреннем первичном валу. Затем актуатор выбора и включения передачи приближает синхронизатор к шестерне первой передачи. Это приводит к блокировке шестерни на валу и началу вращения вторичного вала.

После того как автомобиль начинает движение, водитель продолжает нажимать на педаль акселератора для ускорения. В однодисковых роботах с одним сцеплением, переключение на вторую передачу требует некоторого времени, что может вызвать характерную «задержку».

Чтобы устранить эту задержку и сократить время переключения, в конструкцию коробки передач было добавлено второе сцепление и еще один вал. Это привело к появлению так называемой преселективной роботизированной коробки передач.

Принцип работы роботизированных коробок передач имеет ряд значительных преимуществ. Прежде всего, они обеспечивают быстрое переключение передач. Например, когда первая передача активирована, вторая уже готова к включению, так как одновременно задействовано второе сцепление. Это означает, что переключение на вторую передачу происходит почти мгновенно после сигнала от микропроцессорного блока управления.

Подобный механизм работает и для последующих передач, как и для переключения на более низкие передачи, когда это необходимо. Время, требуемое для переключения, минимально и занимает доли секунды. Это позволяет избежать перегазовки двигателя и практически полностью устранить разрывы в тяге. Результатом является динамичное вождение и оптимизированное потребление топлива.

Работа в автоматическом режиме осуществляется благодаря непрерывному анализу сигналов, поступающих с внешних датчиков. Электронный блок управления коробкой постоянно учитывает нагрузку на двигатель, скорость движения автомобиля, положение педали акселератора, прокручивание колес и другие параметры.

Кроме того, роботизированные коробки передач обычно предоставляют возможность ручного переключения передач, эмулируя работу гидромеханических автоматических коробок передач в ручном режиме, таких как система «Типтроник». Кроме того, на некоторых автомобилях с РКПП можно блокировать переключение на более высокие передачи, что полезно при прохождении сложных участков дороги, таких как снег, лед, грязь и другие условия.

Преимущества и недостатки коробки-робот

На сегодняшний день роботизированные коробки передач (РКПП) являются довольно распространенным решением в автомобильной индустрии. Например, концерн Volkswagen Group (VAG) активно устанавливает такие коробки, которые известны потребителям под именами DSG и используются в разных моделях Audi, Volkswagen, Porsche, Skoda и других брендов. Также роботизированные коробки передач широко применяются в автомобилях Ford, Mitsubishi, Honda и многих других мировых производителей.

На первый взгляд, РКПП обладает рядом преимуществ: она объединяет надежность и возможность ремонта механической коробки передач, быстрое переключение передач, высокую топливную экономичность и способность работать с большим крутящим моментом и так далее.

Однако, несмотря на заявления самих производителей о том, что РКПП должны были полностью вытеснить традиционные автоматические коробки передач с гидротрансформатором и вариаторы, на практике это не произошло.

Это связано с тем, что по критерию комфорта работа «однодисковых» роботизированных коробок (с одним сцеплением) оставляет желать лучшего по сравнению с автоматическими коробками передач с гидротрансформатором и бесступенчатыми вариаторами. Автомобили с такими коробками могут демонстрировать рывки при движении, переключения передач могут быть несколько медленными, могут возникать провалы и другие недостатки.

Кроме того, ресурс сцепления и актуаторов в «роботе» довольно низкий, в среднем около 80-100 тысяч километров. При этом замена актуаторов обходится дорого, и их ремонтопригодность вызывает сомнения. Поэтому многие автосервисы практикуют замену актуатора в сборе, то есть весь узел актуатора заменяется целиком на новый.

Что касается более сложных и дорогостоящих преселективных коробок с двумя сцеплениями, в этом случае переключения становятся более плавными и напоминают работу обычных автоматических коробок передач. Однако ресурс таких «роботов» (например, DSG 6 или DSG 7) все равно снижен, и часто возникают проблемы как с механическими, так и с электронными компонентами, а ремонт может потребовать значительных затрат.

В результате многие автопроизводители, особенно из Японии, начали постепенно отказываться от установки роботизированных коробок передач на свои модели, предпочитая использовать классические автоматические коробки передач с гидротрансформаторами (ГДТ).

Например, Honda Civic 8 хэтчбек, который изначально выпускался с роботизированной коробкой передач, после рестайлинга был оборудован полноценной автоматической коробкой передач. То же самое произошло с популярной моделью Toyota Corolla 2007 года, которая позднее была оснащена обычной автоматической гидромеханической коробкой передач.

Реклама наших партнеров

Прообраз современных гидротрансформаторов был создан еще в 1905 году Германом Феттингером – талантливым немецким инженером, который работал над устройствами для передачи передачи крутящего момента. Свой механизм он назвал гидромуфтой. Изначально его планировалось использовать в судах. Суть работы муфты сводилась к передаче крутящего момента с помощью , которая заполняла пространство между парой лопастных колес. Такое техническое решение должно было решить проблемы обратной нагрузку на валы, двигатель и их соединительные элементы – жидкость решила бы недостатки жесткой связи между агрегатами и смежными с ними деталями.

Первый автомобиль, оснащенный гидротрансформатором, выпустил концерн . Это была модель Oldsmobile Custom 8 Cruiser 1939 года. Автолюбители отметили, что управление данным автомобилем было очень легким, простым и, разумеется, комфортным. Чуть позже аналогичные устройства начали применять и в других моделях личного транспорта. Сегодня гидротрансформатор является верным спутников автоматических коробок передач. Автолюбители часто называют его «» из-за специфической геометрии.

Выбор нового агрегата

Найти новый гидротрансформатор не так уж сложно. Автолюбителям важно понимать, что при подборе нельзя допускать ошибок – если он выберет неподходящий агрегат, его не получится установить на свой автомобиль. Как результат, устройство нужно будет возвращать продавцу и начинать поиски снова. Чтобы не допустить ошибку, гидротрансформатор обычно ищут по:

Особняком стоит поиск по параметрам автомобиля. Он не всегда дает точный результат, но если вести поиски в проверенных электронных каталогах, то вероятность ошибки становятся меньше. Необходимо указывать практически все технические параметры транспортного средства – от марки, модели и года выпуска до характеристик двигателя и коробки передач.

Отдельно стоит рассказать о . Новое устройство в сборе стоит от 600 до 1000$, а иногда и больше. Ремонт же обходится в среднем в 4-6 раза дешевле. Впрочем, важно учитывать и стоимость снятия коробки передач. Как правило, мастера проводят мойку и дефектовку деталей, меняют уплотнители, гидроцилиндры, фрикционные накладки блокировочной плиты, а также по необходимости балансируют лопаточные колеса. Полный выход гидротрансформатора из строя – это запущенный случай. Автолюбителям достаточно менять расходники и вовремя проводить диагностику.

Достоинства и недостатки

Прежде чем мы начнем изучать устройство гидротрансформаторов, давайте разберемся, почему их вообще стали применять. Трансмиссия с жестким соединением первичного вала с двигателем имеет серьезный недостаток: в определенных режимах работы двигателя на трансмиссию приходятся сильные нагрузки, которые становятся причиной ускоренного износа деталей. Трансформатор решил эту проблему. Но у него есть и другие достоинства. Среди них:

Где есть достоинства, там есть и недостатки. Главная особенность гидротрансфортматора – передача момента посредством движения жидкости – является и его главным недостатком. Вот почему автоконцерны продолжают работать над его улучшением:

Так как на в гидротрансформаторе требуется время и мощность, динамика автомобиля может пострадать. Кроме того, проектирование и сборка гидротрансформатора требует больших экспертных мощностей и денежных трат. Автомобиль, оснащенный АКПП с трансформатором стоит дороже моделей с наиболее простой механической трансмиссией. Но с учетом того, что устройтсво не только делает работу трансмиссии более плавной, но и увеличивает ее эксплуатационный ресурс, денежные траты окупаются.

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».