Что такое ркпп – Роботизированная трансмиссия (РКПП) и принцип работы коробки

Также на эту тему вы можете почитать:

Поделитесь в социальных сетях

Alex S Октябрь 29th, 2013

Опубликовано в: Полезные советы и устройство авто

Метки: Как устроен автомобиль

avto-all.com

плюсы и минусы, отличие от автоматической

Автопроизводители стремятся найти оптимальные технические решения во время проектирования различных узлов транспортного средства. В результате появляются конструкционные новинки. Примером служит эволюция трансмиссии. Сейчас можно наблюдать различные варианты коробок переключения передач, которые успешно конкурируют между собой. Существуют механические, автоматические, роботизированные КПП либо бесступенчатые вариаторы.

В статье выясним, что такое роботизированная коробка передач, какими достоинствами и недостатками она обладает по сравнению с другими типами трансмиссии. Ведь часто от степени комфорта управления автомобилем зависит не только наше настроение, но и безопасность на дороге.

Что такое коробка — автомат робот

Начнем с того, что робот — это по сути механика, у которой переключаются передачи и выжимается сцепление автоматикой. Если взять, к примеру, тойоту короллу на роботе, которая выпускалась с 2007 года, то у нее роботизированная коробка — это один в один механика, у которой убрали обычный рычаг КПП и сцепление и вместо них поставили специальные сервоприводы — актуаторы. Из этого следует, что ездовые качества авто будут во многом схожи с обычной механикой, только не придется самому переключать передачи.

Работа этих КПП заключается в том, чтобы принять от водителя информацию в цифровом виде, а затем, правильно и быстро обработав ее, перевести все в механические манипуляции с шестернями и валами. Для управления выбором передач вместо обычного рычага, который соединен тросами или тягами с коробкой используется рычаг — джойстик, который лишь указывает электронике нужную передачу. За логическую часть отвечает электронный блок управления (ЭБУ).

Внешний вид рычага управления роботом на тойоте королле

Учитывая отзывы пользователей, отметим, что этот тип автомобильных редукторов обладает большинством достоинств автоматической трансмиссии и сочетает экономность и надежность автомобильной «механики». Для покупателя робот обойдется дешевле, чем классический «автомат», а это значит, появляется дополнительный позитивный аргумент в их пользу.

Большинство популярных автоконцернов занимаются выпуском моделей различных ценовых сегментов с установленными на них роботизированными узлами трансмиссии. Даже в бюджетном сегменте Renault в 2016 году выпустил автомобиль с «роботом» на борту.

Как работает роботизированная коробка

За основу роботизированного блока переключения скоростей в большинстве автомобилей взята механическая КПП. При этом манипуляции с переключением между ступенями занимаются специальные конструкционные надстройки, которые называются сервоприводами. В некоторых источниках эти переключатели имеют название – актуары. Один из них занимается включением/выключением сцепления, а миссией второго является физическое перемещение шестеренок в коробке. Это значит, что их работа помогает избавиться в салоне автомобиля от педали сцепления.

Внешний вид актуатора сцепления робота

Не все конструкции приводов одинаковые. Инженеры создали две их разновидности. В первом случае работоспособность поддерживается с помощью электричества, а во втором случае за плавность и быстроту переключений отвечает гидравлика. Обычно отзывы не всегда однозначные, поэтому опишем оба варианта.

1. Популярным устройством является электропривод. Данная конструкция отличается меньшей стоимостью и может ставиться даже на машины бюджетного класса. В основе управления заложен электромотор с редуктором и исполнительный механизм.
2. В гидравлической системе переключение передач выполняется с помощью цилиндров, толкаемых силой электромагнитных клапанов. Принцип работы в этом случае схож с классическим «автоматом». Вторым названием таких устройств является «электрогидравлический привод». Конструкция дороже обычного электропривода, но это компенсируется быстротой переключения между передачами. Также водитель не ощущает возникновение каких-либо резких провалов. Блок ставится на более дорогие автомобили.

Управление всеми операциями возложено на встроенный компьютеризированный узел. Он проводит контроль за оборотами двигателя, текущей скоростью автомобиля, получает информацию от ABS, антизаносной системы и отдает команды на исполнительный механизм.

Устройство сцепления в роботе

Первые «роботы» в автомобилях устанавливались с одним сцеплением. Эксперимент получился неоднозначным. Выявилось достаточное количество недостатков такой конструкции. В результате разработок появились КПП с удвоенным сцеплением. Рассмотрим эти типы коробок и их работу.

Устройство робота с двумя сцеплениями

1. Одно сцепление. Основой коробки переключения скоростей являются два вала: первичный и вторичный. На первичный (ведущий) вал подается вращение от двигателя. С мотором его разделяет сцепление. От вторичного (ведомого) вала посредством шестерен вращение передается на колеса. По команде электроники первый сервопривод разъединяет сцепление, а второй после разрыва занимается перемещением синхронизаторов так же, как это бы делал водитель рычагом на механической коробке. Однако, электроника «бережет» сцепление, и разрыв мощности часто становится заметен в салоне (эффект «кивания головой» пассажиров, когда временно пропадает тяга).
2. Два сцепления. Снизить эффект от негативного воздействия провалов тяги конструкторы попытались с помощью двойного сцепления. В результате появились конструкции, получившие общее название DCT (Dual Clutch Transmission). Позже концерном Volkswagen были разработаны шестиступенчатые коробки DSG (Direkt Schalt Getrieb). Эта аббревиатура, являющаяся просто товарным знаком, стала синонимом всех коробок с двойным сцеплением, также как слово «ксерокс» вошло в обиход не торговой маркой, а бумажной копией. У DSG в конструкции есть два первичных вала, один из которых находится внутри другого. Оба вала имеют соединение с мотором с помощью индивидуальных сцеплений. «Умная» коробка, запуская автомобиль в движение, включает первую скорость, но одновременно на втором валу входит в зацепление шестерня для второй передачи. Второй вал ждет замыкания своего сцепления и одновременного размыкания с первой передачей. Это экономит время переключения и обеспечивает плавность перехода между ступенями. Есть второе название таких коробок – «преселективные» (предугадывающие выбор). Например, для автомобилей Гольф время переключения роботизированной коробки составляет лишь 8 миллисекунд.

Инженеры, усовершенствую конструкцию двойного сцепления, разработали две разновидности этого узла. В первом случае было решено оставить окружение сцепления воздушным («сухой» тип), а во втором случае в узел залили рабочую жидкость («мокрый» тип). У водителей, предпочитающих агрессивный стиль вождения и резкие, глубокие нажатия на педаль газа, сухое сцепление будет часто перегреваться, что приведет к быстрому выходу его из строя.

Для снижения негативного воздействия на фрикционы в блоке залито масло. Отрицательный эффект также появился за счет проскальзывания и небольшой потери мощности в это время, но узел стал выдерживать более суровые нагрузки. Это положительно сказалось на его долговечности.

Преселективные трансмиссии в своем арсенале имеет большинство ведущих автоконцернов, среди которых Fiat, BMW, Ford, Mitsubishi. Показателем перспективности является то, что даже в Porsche признали уместность данной конструкции, ведь компания берет на вооружение только проверенные и перспективные модели. Разработки в этом направлении продолжаются.

Плюсы и минусы роботизированной коробки передач

К преимуществам относятся:

1. Конструкция узлов скомпонована на основании проверенных временем механических коробок передач. За счет этого повышается общая надежность агрегата, которая выше, чем у вариаторов.
2. Занимаемый объем в подкапотном пространстве существенно меньше, чем у классических «автоматов», соответственно расход на масло во время эксплуатации для данной коробки будет ниже, чем у аналогов.
3. Работоспособность сцепления, особенно мокрого типа, у «роботов» на 25-30% выше.
4. Также отличие роботизированной коробки передач от автоматической заключается в стоимости производства и ремонта этого агрегата, говорящее в пользу «роботов», а не «автоматов» и вариаторов.
5. Большинство современных коробок с роботизированным управлением имеет возможность переключать ступени в ручном режиме, что схоже с Типтроником на автоматических КПП.
6. Масса коробки-робота значительно меньше АКПП. Это дает преимущества при установках на малогабаритные авто, где масса даже в несколько десятков килограмм играет существенную роль.
7. Расход топлива на автомобилях, агрегатированных «роботами», сопоставим с расходом на механических КПП и меньше, чем у остальных конструкций при прочих равных условиях.

К недостаткам относятся:

1. Есть конструкции с роботизированными коробками, у которых задержка между переключениями передач достигает двух секунд. Это относится к электрическим переключателям. При такой езде теряется динамика и может возникать дискомфорт для водителя.
2. Использование гидроприводов для ускорения переключений повышает скорость между включением ступени до 0,05 с. Однако, эта конструкция значительно удорожает весь узел. Тормозную жидкость, используемую в качестве рабочей жидкости, необходимо постоянно удерживать под высоким давлением, что отнимает часть мощности у двигателя. Гидравлика становится эффективной больше у мощных автомобилей или машин премиального класса.
3. Более дешевые модели не обеспечивают адаптивной подстройки автоматики под стиль вождения владельца автомобиля.
4. Преселективные модели пока еще достаточно дорогие в ремонте. Хотя механическая часть весьма надежна как и у простой механики, при недоработанных прошивках ЭБУ и неидеальной конструкции сцеплений часто случается преждевременный износ последних. А все «навесное» оборудование робота (сцепления, ЭБУ, актуаторы) стоит приличных денег. Поэтому при покупке авто с пробегом стоит проверять робот с особой тщательностью и узнать сроки последнего его обслуживания, посмотреть чеки на выполненные работы.

Но все же большинство положительных факторов достаточно легко перекрывают все негативные моменты. Поэтому для того чтобы насладиться всеми «плюсами» роботов, необходимо выбирать новые варианты конструкций, в которых основные недостатки минимизированы или полностью устранены.

Заключение

Процесс окончательного усовершенствования роботизированных коробок еще не наступил. Инженеры стремятся сделать конструкцию более надежной и быстрой, и по некоторым показателям это им удается. При этом авто с «роботами» находят своих поклонников уже сейчас.

Интересное по теме:

загрузка…

Facebook

Twitter

Вконтакте

Одноклассники

Google+

ktonaavto.ru

что это такое и как работает

Благодаря активному развитию автомобилестроения сегодня потребителю доступны несколько типов КПП: традиционная механическая коробка, «классический» гидромеханический автомат АКПП, бесступенчатый вариатор CVT, а также роботизированная коробка передач РКПП.

При этом коробка-робот является самым современным типом среди автоматических трансмиссий. Хотя работы по созданию подобного агрегата велись достаточно давно, успешная реализация и внедрение в массовое производство  стало возможным только в последние десятилетия.

В этой статье мы рассмотрим КПП робот, что это такое и как работает, а также какие преимущества и недостатки имеют роботизированные трансмиссии  по сравнению с другими видами коробок передач.

Читайте в этой статье

Роботизированная коробка: устройство и принцип работы

Итак, коробка – робот фактически является обычной механикой МКПП, где выключение сцепления и выбор/переключение передач осуществляется не самим водителем, а автоматикой. Другими словами, процессы  в коробке робот, представляющей собой механическую трансмиссию, попросту автоматизированы (роботизированы).

Главным преимуществом робота по сравнению с автоматом или вариатором является то, что данная трансмиссия достаточно проста в производстве,  что позволяет снизить начальную себестоимость автомобиля. Также роботизированная коробка передач  обеспечивает комфорт (по аналогии с автоматом), отличается высокой производительностью, позволяет добиться топливной экономичности.

С учетом таких особенностей автогиганты повсеместно устанавливают такие КПП на свои модели, причем как в бюджетном, так и в «топовом» сегменте.

• Устройство роботизированной коробки передач в общих чертах представляет собой механическую коробку, которая оснащена отдельными системами для управления сцеплением, а также выбором и включением передач.

Сцепление, по аналогии с МКПП, фрикционного типа, однако диск сцепления может быть одним или же представлять собой так называемый пакет сцепления коробки робот. Еще возможен вариант, когда сцеплений сразу два.

Двойное сцепление устанавливается на преселективных коробках типа DSG или Powershift. Такие трансмиссии выгодно отличатся от обычных АМТ, так как обеспечивают высокий уровень комфорта и передачу крутящего момента без потерь во время переключений (нет разрыва потока мощности).

Часто коробка робот является агрегатом, который создан уже на базе готовых решений. За основу может быть взят гидромеханический автомат, где гидротрансформатор меняется на фрикционное многодисковое сцепление. Еще возможен вариант, где обычная «механика» получает электрический, гидравлический (электрогидравлический) привод сцепления.

Электропривод означает, что  используются специальные сервомеханизмы (электродвигатели) и механическая передача. Гидравлический (электрогидравлический) привод работает благодаря наличию в конструкции гидроцилиндров. Эти цилиндры управляются электромагнитными клапанами.

Электрический привод принято считать более простым и дешевым вариантом. При этом его скорость работы (то есть время переключения передач) достаточно низкая. Гидравлический привод заметно быстрее, однако решение требует наличия жидкости в системе под давлением, что увеличивает энергозатраты.

Как правило, робот с электрическим приводом ставится на более простые и дешевые модели, тогда как с гидравлическим приводом  на машины среднего и высокого класса.

• Как и в случае с любым другим автоматом, роботизированной коробкой также управляет электронная система. Указанная система состоит из ЭБУ, входных датчиков, а также исполнительных механизмов.

Датчики следят за рабочими параметрами КПП (частота вращения на входе и выходе, в каком положении находятся вилки положение включения передач, режим селектора, температура и давление масла  в версиях с гидроприводом сцепления и т.д.)

Затем данные передаются в ЭБУ коробкой робот, который на основании полученной информации  формирует и отсылает сигналы на исполнительные механизмы с учетом заранее прописанных в контроллере алгоритмов. Также коробки с гидравлическим приводом имеют гидроблок (по аналогии с АКПП) для управления гидроцилиндрами и давлением масла в системе.

Коробка робот с двойным сцеплением: особенности

Как уже было сказано выше, робот с одним сцеплением достаточно прост конструктивно, однако его минусом считается большой промежуток  времени во время переключения передач. В движении это часто приводит к толчкам, провалам, рывкам и т.д.

Получается, заметно страдает комфорт. В результате была разработана коробка робот  с двумя сцеплениями. Такая коробка переключает передач намного быстрее, то есть практически незаметно для водителя. При этом при переключениях передач не происходит разрыва потока мощности, что положительно сказывается на динамике, экономичности и ездовых характеристиках.

Если просто, данная КПП представляет собой сразу две МКПП в одном корпусе. Одна коробка отвечает за четные передачи, тогда как другая за нечетные. Каждая из коробок имеет свое сцепление, что и позволяет  заранее выбрать следующую передачу и уже практически включить ее, пока автомобиль еще движется на предыдущей передаче.

Включение происходит почти моментально, а сам агрегат называется преселективная коробка передач (от англ. preselect, что означает  предварительный выбор). Преселективный  робот с двумя сцепления получился эффективным и компактным, что позволяет ставить данную КПП на разные автомобили.

Двойное сцепление на таких коробках бывает «мокрым» и «сухим». В первом случае пакеты сцепления находятся в масле, тогда как во втором используется сухое сцепление. Отметим, что мокрое сцепление принято считать боле долговечным, тогда как сухой аналог отличается меньшим сроком службы.  

Указанные роботизированные коробки, независимо от типа самого сцепления, обычно имеют гидравлический привод сцепления и передач. Использование электрического привода также возможно, однако встречается очень редко.

Как работает роботизированная коробка передач

Все коробки роботы имеют как автоматический, так и ручной режим работы (аналог Типтроник на АКПП). Также роботизированные коробки часто могут быть условно названы адаптивными КПП, так как система управления работает гибко, «подстраиваясь» под индивидуальный стиль вождения.

Еще отметим, что работа в ручном режиме позволяет водителю реализовать последовательное переключение передач «вверх» и «вниз» при помощи селектора, отдельной кнопки на селекторе и/или подрулевых переключателей-лепестков (в зависимости от особенностей и исполнения органов управления КПП). Некоторые РКПП имеют как возможность переключения селектором, так и подрулевыми лепестками.

С учетом особенностей такого режима работы, роботизированная трансмиссия иногда также называется секвентальной коробкой передач (когда переключения можно осуществлять только последовательно).

Что в итоге

Как видно, коробка робот представляет собой современное и достаточно эффективное решение. Однако, как и любой другой агрегат, данная трансмиссия не лишена определенных недостатков. Как правило, ответом на вопрос, чем плоха коробка DSG или коробка робот с одним сцеплением, является низкая ремонтопригодность, дороговизна и сложность ремонта, отсутствие запчастей и т.д.

В любом случае, данное решение все равно продолжает выглядеть достаточно привлекательно, особенно при покупке нового автомобиля, который имеет официальную гарантию производителя. Если же говорить о приобретении авто б/у с коробкой робот, в этом случае нужно отдельно принимать во внимание тип установленной коробки, ее особенности, срок службы, неисправности и т.д.

Читайте также

krutimotor.ru

Роботизированная коробка передач: отличие от автоматической КПП

При выборе автомобиля важно обращать внимание не только на двигатель (бензин, дизель, гибрид и т.п.), но и на трансмиссию. Дело в том, что коробка передач  считается вторым по важности агрегатом после ДВС.

С учетом того, что сегодня  автоматические коробки передач пользуются большим спросом, автопроизводители предлагают большой выбор КПП данного типа, начиная с «классического» гидротрансформаторного автомата или вариатора и заканчивая роботизированными трансмиссиями.

Далее мы рассмотрим, в чем отличие роботизированной коробки передач от автоматической, а также какие сильные и слабые стороны имеют указанные типы коробок передач.

Читайте в этой статье

В чем отличие роботизированной коробки передач от автоматической КПП

Прежде всего, возможность выбрать тот или иной автомат порождает споры среди автолюбителей, так как вполне логичным является вопрос, какая коробка лучше.  Важно понимать, что от типа КПП напрямую будет зависеть удобство эксплуатации ТС, динамика разгона, топливная экономичность.

Гидромеханическая автоматическая коробка передач (АКПП)

Начнем с того, что появился данный тип трансмиссии около 100 лет назад, то есть немногим позже, чем традиционная МКПП. Конструкция проверена временем и хорошо изучена.  В основе такой коробки лежат два агрегата: планетарный редуктор и гидротрансформатор.

Благодаря ГДТ, который фактически является сцеплением коробки автомат, удается добиться плавной передачи крутящего момента от ДВС на входной вал коробки. В результате переключения передач происходят без ударов и рывков.

Планетарный редуктор, фактически, является так называемой планетарной передачей. Если просто, в конструкции КПП имеются наборы шестерней, которые после зацепления друг с другом образуют ступени. 

Еще в конструкции присутствует гидроблок (гидроплита АКПП). Указанная плита представляет собой блок управления (мозг) АКПП, так как жидкость АТФ по отдельным каналам в указанной плите подается под давлением. ЭБУ АКПП управляет работой специальных клапанов (соленоидов), которые также установлены в гидроблоке.

Благодаря слаженной работе указанных устройств происходит своевременное и мягкое включение передач, причем полностью в автоматическом режиме, то есть без участия водителя. Также существуют АКПП Типтроник, где реализована дополнительная функция ручного переключения передач.  

Роботизированная коробка передач (РКПП)

Сразу отметим, что роботизированная коробка передач является механической коробкой с автоматическим управлением. При этом попытки «автоматизировать» коробку-механику также предпринимались достаточно давно, однако на начальном этапе инженеры столкнулись с целым рядом проблем.

Основной задачей стала необходимость создания высокоточных и быстродействующих исполнительных сервомеханизмов, которые способны обеспечить нужное усилие для выбора, включения/выключения передач, а также для обеспечения нормальной работы сцепления в автоматическом режиме.

При этом нужно учитывать, что в случае с механикой такие усилия должны быть намного больше, чем в АКПП. Также следует отметить и то, что особые требования выдвигаются и к электронному блоку управления, который работает по особым алгоритмам. В результате успешно действующая роботизированная автоматическая трансмиссия появилась сравнительно недавно и стала массовой намного позже по сравнению с «классическим» гидромеханическим автоматом.

Что касается устройства, роботизированная коробка представляет собой МКПП, где за выбор и включение передач отвечают актуаторы (исполнительные механизмы), также имеется отдельный привод сцепления. Актуаторами являются шаговые электродвигатели с редуктором и исполнительным механизмом. Также могут быть использованы гидравлические актуаторы (гидропривод). Работой данных элементов управляет ЭБУ коробкой вместо водителя.

Блок управления посылает сигнал на сервопривод, который выжимает сцепление, включает нужную передачу и т.д. Также контроллер учитывает скорость движения ТС, обороты ДВС, нагрузку на двигатель/положение дроссельной заслонки и ряд других параметров. 

Еще роботизированные коробки имеют ручной режим, который активируется путем использования селектора коробки передач или подрулевых лепестков. Данная функция позволяет водителю понижать и повышать передачи самостоятельно. 

Коробка робот или автомат: что лучше

Как видно, роботизированная коробка сильно отличается от гидромеханического автомата. Более того, во время эксплуатации ТС с тем или иным видом КПП нужно учитывать определенные особенности и нюансы.

• Что касается «классических» автоматов, такая трансмиссия отличается надежностью и большим сроком службы, но только при условии правильной эксплуатации.

Автомобили с данной трансмиссией не рекомендуется буксировать без вывешивания ведущих колес, также не следует активно использовать машину с автоматом для перевозки тяжелых грузов, прицепа или буксировки других авто.

Также следует отметить, что минусом АКПП является повышенный расход топлива (на 10-15%) по сравнению с аналогами, а также снижение разгонной динамики из-за потерь в ГДТ. Также в случае ремонта АКПП следует быть готовым к серьезным расходам.

• Роботизированная трансмиссия конструктивно проще и дешевле АКПП. Такая коробка более экономична, не боится нагрузок, ее не нужно отдельно прогревать, в агрегат заливается меньше масла, данную трансмиссию дешевле обслуживать, автомобиль с роботом лучше разгоняется.

Однако на деле есть и существенные минусы. Прежде всего, все РКПП делятся на два типа: однодисковый робот (с одним сцеплением) и преселективная КПП (с двумя сцеплениями).

Так вот, в первом случае нельзя говорить о высокой надежности и комфорте при езде. Роботизированная коробка с одним сцеплением ставится на бюджетные авто и некоторые модели среднего класса. При этом такой автомат отличается тем, что во время переключения передач водитель ощущает рывки, толчки, коробка может затягивать переключения передач и т.д.

Сцепление и сервомеханизмы однодисковых роботов также имеют сравнительно небольшой срок службы (около 80-100 тыс. км.), ремонтопригодность низкая, то есть нужно полностью менять данные устройства. Обратите внимание, стоимость актуаторов довольно высокая (в отдельных случаях сопоставима со стоимостью ремонта гидромеханической АКПП).

При этом преселективные РКПП намного дороже и сложнее своих однодисковых аналогов. Также ресурс таких коробок все равно меньше, чем в случае с традиционными гидромеханическими автоматами. В отдельных случаях может потребоваться замена дорогостоящих актуаторов, мехатроника (гидроблока), пакетов сцеплений и других элементов уже к 150 тыс. км. пробега.

Подведем итоги

С учетом вышесказанного становится понятно, в чем заключаются отличия роботизированной коробки передач от автоматической, а также какие плюсы и минусы имеет коробка робот по сравнению с АКПП.

На практике автомат является более надежным, что зачастую сводит на нет многие преимущества робота, который оказывается дорогим в ремонте. По этой причине, особенно на вторичном рынке б/у авто, многие останавливают свой выбор на классическом автомате.

Однако если машина приобретается новой и потенциальный владелец не планирует проездить на таком автомобиле более 150 тыс. км, тогда современный преселективный робот с расширенной гарантией производителя вполне может оказаться оптимальным решением.

Если же на первом плане надежность и ресурс, водитель практикует спокойный стиль езды, машина не приобретается для эксплуатации в тяжелых условиях, тогда необходимо смотреть исключительно в сторону АКПП.

Читайте также

krutimotor.ru