Как пользоваться роботизированной коробкой передач: Как правильно ездить на роботизированной коробке передач: особенности эксплуатации РКПП

Содержание

Как правильно ездить на роботизированной коробке передач: особенности эксплуатации РКПП

Сегодня автомобили с роботизированной коробкой передач (РКПП, АМТ) составляют серьезную конкуренцию классическому гидромеханическому автомату АКПП и вариатору CVT по целому ряду причин. Прежде всего, коробка робот дешевле в производстве, также РКПП позволяет обеспечить высокую топливную экономичность, что особенно актуально с учетом жестких экологических норм и стандартов.

При этом на первый взгляд может показаться, что роботизированная трансмиссия не отличается от привычной АКПП, однако это не так. С учетом определенных особенностей и конструктивных отличий, необходимо знать, как пользоваться коробкой робот, чтобы добиться максимального комфорта при езде и продлить срок службы агрегата. 

Содержание статьи

Как правильно пользоваться роботизированной коробкой передач

Прежде всего, роботизированная КПП фактически представляет собой МКПП, в которой управление сцеплением, а также выбор и включение/выключение передач осуществляется автоматически. Другими словами, коробка робот это все та же «механика», только передачи переключаются без участия водителя.

Еще отметим, что роботизированная трансмиссия также имеет ручной (полуавтоматический) режим, то есть водитель может самостоятельно повышать и понижать передачу аналогично Типтроник на АКПП.  Становится понятно, что производители РКПП стремятся имитировать классический автомат для упрощения взаимодействия. По этой причине робот имеет похожие режимы.

  • Как и на АКПП, имеется режим «N» (нейтраль). В этом режиме крутящий момент на колеса не передается. Указанный режим нужно включать при простое с заведенным двигателем, в том случае, если выполняется буксировка авто и т.д.  Режим «R» (реверс) означает движение назад.
  • Также коробка робот имеет режимы А/М или Е/М, что является аналогом режима D (драйв) для движения вперед. Такое обозначение свойственно простым «однодисковым» РКПП, то есть коробка имеет только одно сцепление.  При этом следует отметить, что роботизированные коробки передач с двойным сцеплением (например, DSG)  имеют режим, обозначенный  литерой D (драйв), как и на обычных АКПП.
  • Что касается режима М, это значит, что коробка переведена в режим ручного управления (аналогично Типтроник), а обозначения «+» и «-» указывают, куда нужно двигать селектор для повышения или понижения передачи. Еще добавим, что на коробках типа DSG управление ручным режимом может быть выполнено в виде отдельной кнопки на селекторе.

Эксплуатация роботизированной коробки передач: нюансы

Итак, если в автомобиле стоит роботизированная коробка автомат (робот), как пользоваться такой КПП, мы рассмотрим ниже. Казалось бы, данная коробка похожа на АКПП по принципу работы и не сильно отличается от аналога.  Другими словами,  нужно только перевести селектор в то или иное положение, после чего автомобиль начнет движение, причем дальнейшая езда будет похожа на машину с классической АКПП.

Сразу отметим, РКПП сильно отличается от автомата с гидротрансформатором. По этой причине нужно знать, как управлять коробкой робот, а также правильно эксплуатировать такую КПП.

  • Начнем с прогрева, то есть нужно ли прогревать коробку робот зимой. Как известно, для АКПП предварительный погрев обязателен, так как трансмиссионное масло (жидкость ATF) должно немного разжижиться. При этом для роботизированной коробки требования менее жесткие.

Если просто, однодисковый робот нужно греть точно так же, как и обычную механику. Что касается DSG, особенно с «мокрым» сцеплением, прогреть такую РКПП необходимо чуть дольше, так как в ней залит большой объем трансмиссионной жидкости.

В любом случае, как для МКПП, так и для РКПП независимо от типа, общие правила похожи. Важно понимать, что за время простоя масло в коробке стекает и густеет при низких температурах. Это значит, что двигатель должен поработать определенное время на холостых, чтобы прогрелся сам ДВС, а также масло успело растечься по полостям коробки передач.

При этом, в отличие от АКПП, селектор в разные режимы переводить не нужно, то есть достаточно включить нейтраль N. Дальнейшее движение должно быть в щадящем режиме, без резких стартов, на невысокой скорости. Помните, масло в коробке греется намного дольше, чем в двигателе. Чтобы трансмиссионная жидкость полностью прогрелась и вышла на рабочие температуры, необходимо проехать, в среднем, около 10 км.

  • Езда на подъемах и спусках с коробкой робот также является моментом, который заслуживает отдельного внимания. Существует много моделей с РКПП (как правило, в бюджетном сегменте), которые не имеют системы помощи при старте на подъем.

Это означает, что трогаться на подъем с роботизированной коробкой  нужно точно так же, как и на механике. Простыми словами, потребуется использовать ручник (стояночный тормоз). Сначала следует затянуть ручник, затем включается режим A, после этого водитель нажимает на педаль газа и параллельно снимает машину с ручника. Указанные действия позволяют тронуться в гору без отката.

Кстати, в этом случае также можно пользоваться не только автоматическим, но и ручным режимом, включая первую передачу. Единственное, не следует сильно давить на газ, так как возможна пробуксовка колес.  Еще добавим, что алгоритм работы РКПП предполагает, что такая коробка не позволяет двигаться в натяг, то есть на подъеме нужно повышать обороты двигателя.

Что касается спусков, в этом случае отпадает необходимость каких-либо дополнительных действий. Водитель просто переводит селектор в режим A или D, отключает стояночный тормоз и начинает движение. При езде под уклон будет проявляться эффект торможения двигателем. 

  • Остановка на светофоре, движение в пробке и длительная стоянка. Сразу начнем с кратковременных остановок и пробок. Прежде всего, если стоянка короткая (около 30-60 сек.), например, на светофоре, нет необходимости переводить селектор из режима А или D в N. Однако более длительный простой все же потребует перехода на нейтраль.

Дело в том, что когда на роботе включен режим «драйв» и водитель останавливает автомобиль при помощи тормоза, сцепление остается выжатым. Становится понятно, что если машина находится в пробке или подолгу стоит на светофоре, нужно переключаться на «нейтралку», чтобы уберечь сцепление и продлить срок службы данного узла.

Что касается парковки или стоянки, после того, как автомобиль полностью остановлен, селектор РКПП переводится из режима A в N, затем затягивается ручник, после чего можно отпустить педаль тормоза и глушить двигатель автомобиля.

  • Дополнительные режимы коробки робот. Следует отметить, что роботизированная коробка также может иметь такие режимы как S (спортивный) или W (winter, зимний), причем последний часто обозначается в виде «снежинки».

Не вдаваясь в подробности, в зимнем режиме коробка передает крутящий момент на колеса «мягко», чтобы избежать пробуксовок на заснеженной дороге или на льду. Как правило, автомобиль в этом режиме трогается с места на второй передаче, а также плавно переходит на повышенные. В спорт режиме коробка робот переходит на повышенные передачи на высоких оборотах, что улучшает приемистость и разгонную динамику. При этом расход топлива также увеличивается.

Еще добавим, что во время езды роботизированная коробка позволяет переключаться из автоматического режима в ручной и обратно. Это значит, что водитель может прямо на ходу повышать и понижать передачи. Однако получить полный контроль над работой КПП не получится, так как режим полуавтоматический.

Это значит, что если скорость и обороты ДВС высокие, при этом водитель хочет понизить передачу, например, сразу с 4-й на 2-ю, ЭБУ коробкой не позволит реализовать такое переключение и включит только наиболее подходящую передачу.

Такая особенность является «защитой», так как понижение передач на две ступени вниз может привести к тому, что обороты двигателя «упрутся» в отсечку, момент переключения будет сопровождаться ударом, сильной нагрузкой на трансмиссию и т.д. Другим словами, включение той или иной передачи возможно только в том случае, если диапазон допустимых оборотов и скорость ТС, прописанные в ЭБУ, позволяют включить выбранную водителем передачу.    

Советы и рекомендации

Как правило, водители, которые ранее эксплуатировали автомобили с классической АКПП, отмечают определенные особенности и отличия простых роботизированных коробок с одним сцеплением.

Данная коробка (однодисковый робот), может «затягивать» включение передач, отличается «задумчивостью» при понижении или повышении передачи и т.п. Также РКПП может работать не совсем корректно при резких нажатиях на акселератор и больше подходит для спокойной езды.

Чтобы резко ускориться, оптимально перейти в ручной режим, а также нажимать на газ плавно, чтобы минимизировать задержки и провалы. Что касается торможения двигателем, данный эффект вполне приемлемо реализован в автоматическом режиме.

Также для РКПП характерны легкие толчки при переключении передач. Все дело в том, что толчок появляется в момент, когда сцепление «смыкается». Избежать таких толчков можно, интуитивно угадывая, когда электроника инициирует переключения, и немного сбрасывая газ перед таким переключением.

Рекомендуем также прочитать статью о том, что такое коробка DSG. Из этой статьи вы узнаете об особенностях данного типа КПП, а также о преимуществах и недостатках преселективных коробок передач с двойным сцеплением.

Еще добавим, что сходство с механикой и наличие ручного режима все равно не означает, что на машине с роботом можно активно буксовать. Дело в том, что если на МКПП водитель «подпаливает» сцепление, далее износ узла и момент включения/выключения компенсируется изменением хода педали сцепления, также сам водитель чувствует момент включения и выключения механизма и т.д.

В случае с роботом, электроника попросту не «умеет» учитывать такой износ, что приводит к отклонению от запрограммированной точки схватывания, то есть происходит нарушение калибровки точно настроенных исполнительных механизмов. По этой причине один раз в 10-15 тыс. км необходимо выполнять инициализацию (обучение) коробки робот, так как игнорирование данного правила может привести к тому, что коробка падает в аварийный режим. 

Что в итоге

С учетом приведенной выше информации становится понятно, что среди всех роботизированных коробок оптимальным вариантом можно считать преселективный робот с двумя сцеплениями (например, DSG или аналоги).

Данные коробки передач лишены многих недостатков однодисковых РКПП, а также обеспечивают максимум комфорта и высокую топливную экономичность. Также следует отметить, что робот с двойным «мокрым» сцеплением при грамотном обслуживании и эксплуатации имеет больший срок службы по сравнению с аналогами 

Что касается езды, в большей степени отличия РКПП от АКПП проявляются именно в случае с однодисковыми роботизированными коробками передач. Если автомобиль оснащен такой коробкой, перед началом активной эксплуатации рекомендуется отдельно изучить особенности работы трансмиссии данного типа на практике.

Напоследок отметим, что в случае с DSG и аналогами, особенно если ТС имеет систему помощи при старте на подъеме, особой разницы между АКПП и РКПП водитель не заметит. Основной рекомендацией в этом случае остается только необходимость переводить коробку из «драйва» в «нейтраль» при простоях больше 1-2 минут. 

 

Читайте также

Как правильно ездить на роботе Тойота Королла

Коробка-робот, или роботизированная КПП Тойота Королла есть не что иное, как механическая КПП с автоматизированными функциями включения муфты сцепления и переключения передач. Водитель при езде с роботизированной коробкой передач создаёт лишь входные сигналы для движения с желаемой скоростью, а коробкой передач управляет электронная алгоритмическая система.

Робот-КПП удачно соединяет в себе функции автоматической КПП, которая характеризуется комфортом езды и экономичность по расходу топлива механической коробки. Автопроизводители ведущих мировых фирм массово устанавливают на свои автомобили роботизированные КПП. И это делается на всём спектре моделей, а не только в премиум-классе.

Устройство коробки-робота Тойота Королла

Конструкции КПП-робота на разных моделях Тойота не одинаково, одинаков лишь принцип – в её устройстве заложены механическая коробка с системой управления передачами и муфтой сцепления.

Сцепление в КПП Тойоты Королла фрикционного вида.

Важным нововведением здесь является устройство двойного сцепления, благодаря которому крутящий момент передаётся непрерывным путём, разрыв мощности в этой схеме исключён.

Обычно при конструировании коробки-робота используются уже существующие для этой модели Тойота Королла КПП. Заменяются лишь узлы управления. Роботизированная коробка переключения передач имеет электрический привод с сервомеханизмом, в который входит электродвигатель механической передачей.

Для электрического привода характерна низкая скорость действия управляющего механизма (0,3 – 0,5 секунды), поэтому и устанавливаются такие блоки на бюджетные модели. Спортивные же роботизированные коробки имеют гидравлический привод, у которого скорость переключения очень высокая – 0,05 секунды.

Управление коробкой-роботом

Электронная систему управления коробкой-роботом основана на датчиках и исполнительных механизмах. Датчики на входе контролируют:

  • частоту вращения вала на входе в КПП и на выходе из неё;
  • положение селектора передач;
  • положение вилок переключения;
  • температуру масла в коробке.

Вся собранная информация передаётся в управляющий блок, где на основе показаний датчиков создаются управляющие сигналы для работы механизмов исполнения. Всем этим руководит специальная программа. Система АВS и система управления двигателем также связаны с электронным блоком. Для правильной работы зимой необходим предварительный прогрев КПП.

Принцип работы коробки-робота

Есть два режима работы роботизированной коробки Тойота Королла:

  • полуавтоматический;
  • автоматический.

При работе в автоматическом варианте алгоритм управления коробкой реализуется электронным блоком на основе сигналов входных датчиков. Это происходит с помощью механизма исполнения. А вот в полуавтоматическом режиме коробка-робот позволяет делать переключение с низшей передачи на высшую рычагом селектора передач и переключателей, расположенных под рулём.

По этой причине часто в различной литературе роботизированную коробку иначе называют секвентальной КПП (последовательной).

Робот или автомат?

При покупке автомобиля главным фактором является его КПП. А именно – автомат, вариатор или робот. И здесь покупателя начинают одолевать сомнения – что же лучше? Ведь роботы и вариаторы начали появляться сравнительно не очень давно, вслед за автоматами. И, хотя главные характеристики этих устройств уже известны, автолюбители опасаются всяких неожиданностей.

Самое распространённое мнение – это то, что гораздо лучше коробка – автомат. И это мнение насчёт автомата самое распространённое.

Попробуем разобраться в недостатках и преимуществах этих видов трансмиссий.

Достоинства роботизированных коробок переключения передач перед автоматом:

  • невысоких расход топлива при движении;
  • невысокая цена коробки и её обслуживания.

Недостатки роботизированных коробок:

  • низкая скорость переключения передач по сравнению с автоматом;
  • не всегда удовлетворительная плавность движения при переключении;
  • необходимость прогрева перед началом движения зимой.

Возможные проблемы с КПП-роботом Тoyota Сorolla

Автомобили Тойота Королла могут оснащаться КПП – роботом типа MULTI-MODE. Чаще всего при ремонте владельцы таких моделей жалуются на то, что прямо на ходу включается нейтраль, и при этом начинает сигнализировать индикатор неисправности.

И пока не выключишь зажигание и не запустишь двигатель снова, машина не движется ни взад, ни вперед. Жалеют о том, что на машине стоит не автомат. Необходимость в ремонте возникает обычно вследствие износа выжимного подшипника сцепления.

При ремонте достаточно поменять комплект сцепления, и всё снова становится работоспособным.

Другая неисправность и причина ремонта – автомобиль Тoyota Сorolla при трогании с места движется рывками. Чаще всего это связано с выходом из строя исполнительного механизма сцепления. Для ремонта достаточно штатного комплекта для ремонта актуатора.

В качестве профилактики выхода из строя коробок-роботов на страницах литературы советуется зимой перед началом движения выполнить прогрев масло в коробке, оставив машину работать на холостом ходу некоторое время. Привычка делать прогрев коробки перед движением помогает продлить срок её службы, избежать ремонта.

Прогрев робота зимой возможен на стоянке, ведь на нейтральной передаче входной вал вращается, в коробка постепенно идёт прогрев масла. Но ещё быстрее идёт прогрев её (догрев) уже при движении. Просто первые сотни метров ехать без ускорений. Прогрев происходит очень быстро даже зимой в сильные морозы.

Работы по ремонту, связанные с электрической частью коробки-робота Тойота Королла, прежде всего начинаются с тестирование её с помощью специального оборудования для диагностики Тойота Techstream. Оно замечательно работает с коробками Тойота Королла.

Как правильно ездить на роботизированной коробке передач

На легковых автомобилях используют несколько видов ступенчатых трансмиссий, предусматривающих переключение передач в ручном или автоматическом режиме.

На части автомашин встречается роботизированная коробка, созданная на базе механической, но с автоматическим переключением скоростей и управлением сцеплением.

Водителю необходимо знать, как ездить на роботе, поскольку от правильной эксплуатации зависит ресурс сцепления и механической части коробки скоростей.

Роботизированная коробка передач достаточно популярна в наше время. 

Устройство роботизированной КПП

Роботизированная коробка представляет собой механическую ступенчатую трансмиссию, дополненную электронным блоком управления.

Управление муфтой сцепления и переключение скоростей производится исполнительными сервоприводами (электрическими или гидравлическими).

Для начала движения водителю необходимо поставить селектор в положение A (перемещение вперед) или R (движение назад), а затем отпустить педаль тормоза.

Блок управления переключает скорости в зависимости от частоты вращения коленчатого вала и сопротивления движению. В конструкции контроллера предусмотрен специальный датчик, фиксирующий угол наклона автомашины. В зависимости от положения автомобиля корректируется работа роботизированной коробки.

https://www.youtube.com/watch?v=Ow0OpqXayuI

В конструкции коробки предусмотрен режим ручного переключения, обозначаемый литерой M. Для выбора скорости необходимо нажимать на селектор вперед или назад, повышая или понижая передачу.

Электронный контроллер отслеживает режим работы двигателя и скорость движения, в памяти устройства зашиты допустимые соотношения скоростей и оборотов силового агрегата.

Например, блок не допустит попытки тронуться с 3-й передачи или перекрутить коленчатый вал мотора ошибочным включением пониженного передаточного отношения при движении на трассе.

Обслуживание роботизированной коробки заключается в проведении компьютерной диагностики, позволяющей определить остаточную толщину фрикционных накладок сцепления. При неаккуратном обращении с трансмиссией происходит ускоренный износ накладок муфты сцепления. Изменение размерных цепей негативно влияет на работу исполнительных механизмов, проходящих калибровку в заводских условиях.

При проведении ежегодного обслуживания автомашины или через каждые 10-15 тыс. км выполняется адаптация конструкции, позволяющая компенсировать износ накладок.

Пренебрежение процедурой адаптации приводит к некорректной работе агрегата и его переходу в аварийный режим. В механической части трансмиссии производится замена масла на жидкость, рекомендованную изготовителем.

Периодичность обслуживания агрегата зависит от производителя, рекомендации приведены в сервисной книжке автомобиля.

Роботизированная коробка передач выбирать и включать необходимую передачу без участия водителя.

Как ездить на коробке робот

Роботизированная коробка предназначена для спокойного движения, резко нажимать на педаль газа не следует даже при активации спортивного режима.

Для обеспечения динамичного разгона рекомендуют перевести селектор в режим ручного управления и плавно ускоряться на каждой передаче.

При замедлении необходимо вернуть рычаг в положение автоматического выбора передачи. Допускается буксировать автомобиль с роботом в случае поломки силовой установки или узлов подачи топлива.

При поломке трансмиссии рекомендуют перемещать автомашину на эвакуаторе.

При переключении скоростей на роботе происходит толчок, что не является проблемой или признаком неисправности. Для уменьшения эффекта можно отслеживать моменты переключения и снижать обороты двигателя.

Если машина застряла в грязи или снежной каше, допускается раскачивание автомобиля путем переключения коробки из режима А в режим R. Но длительное буксование приводит к нарушению работы исполнительных механизмов.

Для восстановления работоспособности требуется выполнить компьютерную калибровку сервоприводов.

Особенности вождения с роботизированной коробкой

Поскольку робот является компромиссным вариантом конструкции, следует учитывать некоторые особенности управления автомобилем.

Например, роботизированный агрегат не всегда корректно переключает скорости, что приводит к падению интенсивности разгона. При резком нажатии на педаль газа передачи переключаются вниз с запаздыванием.

Эту особенность следует учитывать при совершении обгона на трассе, особенно с выездом на полосу встречного движения.

Требуется ли прогрев

Роботизированная коробка не требует прогрева масла. После запуска двигателя рекомендуют постоять 20-60 секунд, пока шестерни не разбросают смазывающее вещество по поверхностям трения. Прогревать машину зимой необходимо на протяжении нескольких минут, до момента стабилизации оборотов двигателя. Затем можно пользоваться автомобилем. Селектор переводится в позицию А.

При прогреве двигателя не требуется устанавливать селектор коробки в различные положения по аналогии с гидромеханическими агрегатами. После начала движения рекомендуют проехать 1-2 км на пониженной скорости, чтобы снизить нагрузки на трущиеся поверхности.

Поскольку картер коробки находится на удалении от силового агрегата, нагрев масла в трансмиссии происходит через 10-15 км пути.

Начало движения на подъем его преодоление спуск

В конструкции роботизированных агрегатов не используется ассистент старта в гору. Исключение составляют некоторые марки автомобилей.

Чтобы начать двигаться в гору на автомашине с коробкой робот, необходимо перевести рычаг в положение A, одновременно удерживая автомобиль стояночной тормозной системой. Затем водитель отпускает рычаг тормоза и увеличивает частоту вращения двигателя.

Для снижения отката автомашины водителю необходимо поймать момент включения сцепления и одновременно отпустить рычаг ручного тормоза.

Перед началом эксплуатации автомобиля рекомендуют выполнить несколько пробных попыток старта на горке, чтобы понять момент начала работы сцепления.

В зимнее время коробка переключается в режим ручного выбора ступени, что снижает пробуксовку в начале движения. После разгона скорости переключаются принудительно или селектор переводится в положение автоматической работы.

При увеличении скорости коробка будет повышать передачи, но если частота вращения мотора упадет, трансмиссия перейдет на пониженную скорость в автоматическом режиме. При движении на спусках рычаг остается в положении А, педаль газа отпускается для торможения двигателем.

Для дополнительного снижения скорости производится нажатие на педаль тормоза. Переключать селектор трансмиссии в нейтральное положение не требуется.

Остановка и парковка

Автомобиль с роботизированным агрегатом останавливается при помощи штатных тормозов. Затем водитель устанавливает рычаг коробки в нейтральное положение и включает стояночный тормоз.

Педаль тормоза отпускается, водитель может заглушить двигатель и вынуть ключ из замка. При остановках, например, на светофоре, допускается оставлять селектор в положении движения вперед.

При длительной стоянке необходимо перевести рычаг в нейтральную позицию, поскольку в выжатом положении сцепление изнашивается.

Другие режимы

Роботизированные коробки передач поддерживают дополнительные режимы работы:

  1. Режим, обозначаемый пиктограммой в виде снежинки, предназначен для передвижения в зимнее время. Контроллер коробки обеспечивает старт со второй передачи и меняет алгоритм переключения скоростей, снижая пробуксовку колес на скользком дорожном покрытии.
  2. Функция «спорт» позволяет переключать передачи при повышенной частоте вращения коленчатого вала, что обеспечивает динамичный разгон.
  3. Ручной режим, позволяющий принудительно управлять коробкой передач.

Эксплуатация роботизированной коробки передач в городских условиях

Езда на автомобиле с роботизированной коробкой в городе требует переключения в нейтральное положение при остановках дольше 20-30 секунд.

Если удерживать автомашину на тормозе, то сцепление находится в разомкнутом состоянии. Из-за этого изнашиваются детали привода фрикционной муфты, теряется эластичность пружинных элементов. Дополнительных требований к эксплуатации роботизированного узла нет.

Адаптируем роботизированную коробку передач Тойота Королла под свой стиль езды

Роботизированная коробка передач значительно упростит ваше управление автомобилем во время езды. Трансмиссия, которая управляется с помощью электрического блока и не требует ручного переключения передач, настраивается индивидуально под каждого водителя. Дело в том, что адаптация робота Тойота Королла не такой уж и сложный процесс, который поможет выполнить регулировку сцепления под ваш стиль езды. Благодаря настройкам автомобиль будет передвигаться проще и удобней.

Покупая Тойоту с роботизированной коробкой передач, почти каждый владелец задается вопросом: «Как выполнить адаптацию робота Тойота Королла?». Поэтому нужно знать полную пошаговую инструкцию по регулировке коробки и сцепления.

Универсальность робота — отличная черта

Тойота Королла с роботизированной коробкой передач

Анализируя все преимущества и недостатки роботизированных передач, можно уверенно сказать, что трансмиссия данного вида достойно «поселилась» в автомобилях Тойота.

С помощью такой коробки можно забыть о переключении передач, в то время как блок управления будет выполнять всю «ручную работу» за вас. Японцы стараются оснащать бюджетные и премиум класса модели коробкой робот. И в этом нет ничего плохого.

Главное всегда вовремя проходить обслуживание во избежание дорогостоящих поломок.

Универсальная коробка робот состоит:

  • механической трансмиссии и сцепления
  • автоматического привода коробки и передач
  • электрического блока управления (ЭБУ)

Особенность роботизированной трансмиссии заключается в ее универсальности. Обеспечение в бесперебойном переключении передач выполняется с помощью электронных систем.

Работа такой трансмиссии предусмотрена в автоматическом или полуавтоматическом режиме. Также в каждом автомобиле есть возможность переключения на ручное управление.

Для правильного и удобного функционирования коробки нужно выполнить адаптацию робота Тойота Королла своими руками или на автосервисе.

Робот «Multimode» – функции и назначения

Как упоминалось ранее, вариатор «Multimode» Тойота Королла – это отличный вариант для тех водителей, которые устали думать за ручное переключение передач.

ММТ состоит из элементов автоматического и электрического управления сцепления. Главным компонентом, который выполняет заданные функции системой, является актуатор.

Это один из не многих элементов, который испытывает износ своих компонентов (щеток, втулок и самого моторчика привода).

ММТ Тойота Королла

«Multimode» — это усовершенствованный вариатор, который создан компанией Тойота, для еще более плавного переключения передач крутящего момента. Новый вариатор «Multidrive S» выпущенный японцами стал еще продуктивней. Теперь расход топлива снижен на 10-15%, а плавность передач сведена к минимуму.

Преимущественная характеристика, которой владеет вариатор «Multimode» – это возможность передвижения в аварийном режиме. После, какой либо неполадки датчик передает сигнал в ТСМ, который в свою включает аварийную лампу. При таких ситуация включается автономный режим вождения.

Как настроить робот Тойота Королла

Японцы начали выпускать усовершенствованную роботизированную трансмиссию вместе с выходом Короллы 2007 года. Хотя до 2009 года владельцы данных автомобилей стыкались со значительными трудностями в эксплуатации робота.

С 2009 года был выпущен модернизированный актуатор (переключатель передач). Данный привод был разработан с учетом всех ошибок предыдущих моделей.

Теперь, с каждым годом производятся еще более практичные актуаторы, при замене которых вы навсегда забудете о внезапных поломках ММТ.

Актуатор Тойота Королла

Адаптация робота это другими словами индивидуальная настройка и регулировка сцепления. Провести диагностику можно с помощью специальных приборов или без них. Если же вы решились выполнить адаптацию робота Тойота Королла своими руками, то следуйте поэтапной инструкции.

Самостоятельная адаптация робота Тойота Королла:

Блок DLC3 и контакты CG и ТС

  1. Выключаем зажигание и ставим автомобиль на ручник.
  2. Делаем скрепку (перемычку) контактов CG (4) и ТС (13) в блоке DLC Теперь ожидаем около 15 секунд, пока система подготовится к диагностике.
  3. Поворачиваем ключ в режим зажигания. При включении зажигания не нажимайте на тормоз и не заводите двигатель.
  4. Сразу после включения зажигания в течение 3-4 секунд прокачайте тормоз 6-7 раз.
  5. Ожидайте обратного сигнала зуммера, он будет выполнен в 2 такта.
  6. После двух коротких сигналов зажмите педаль тормоза и проведите следующую комбинацию переключения передач: N – E – M – «плюс» — М — «плюс» — М — «плюс» — М — «плюс» — М – Е – N, после чего отпустите педаль и подождите 5-10 секунд.
  7. Нажимаем на тормоз заново.
  8. Ждем ответа зуммера, появится короткий сигнал, который будет означать, что зажим сцепления отрегулирован. Отпустите тормоз.
  9. Затем нажимаем на педаль тормоза и удерживаем ее. Переводим рычаг коробки на позицию «минус». Отпускаем педаль.
  10. Выключаем зажигание и ожидаем 10-15 секунд.
  11. Убираем скрепку контактов CG (4) и TC (13) в блоке DCL

После проведения ряда работ по адаптации, нужно окончательно ее завершить, проверить все элементы на исправность и соответствие заданным параметрам.

Для заключительной настройки вам не понадобится блок DLC3. Просто выполняйте инструкцию:

  1. Устанавливаем положение коробки в «нейтраль».
  2. Включаем зажигание и ожидаем около минуты.
  3. Выключаем зажигание и ждем 15-20 секунд.
  4. Включаем зажигание заново.
  5. Запускаем двигатель с положением «нейтраль» и удержанием педали тормоза.
  6. Обратите внимание на панель приборов. При заведенном двигателе вы увидите мигание индикатора «N». Ожидаем, когда индикатор «нейтраль» перестанет мигать, можно глушить двигатель. На этом адаптация робота Тойота Королла – завершена.

Видео: Toyota Сorolla 300N/MC 1.6 робот, разгон до 100 км/ч

  • Замена ремня ГРМ на Тойота Королла
  • Тюнинг тойота камри v50

Как правильно ездить на коробке робот: что нужно знать

Сегодня автомобили с роботизированной коробкой передач (РКПП, АМТ) составляют серьезную конкуренцию классическому гидромеханическому автомату АКПП и вариатору CVT по целому ряду причин. Прежде всего, коробка робот дешевле в производстве, также РКПП позволяет обеспечить высокую топливную экономичность, что особенно актуально с учетом жестких экологических норм и стандартов.

При этом на первый взгляд может показаться, что роботизированная трансмиссия не отличается от привычной АКПП, однако это не так. С учетом определенных особенностей и конструктивных отличий, необходимо знать, как пользоваться коробкой робот, чтобы добиться максимального комфорта при езде и продлить срок службы агрегата. 

Как правильно пользоваться роботизированной коробкой передач

Прежде всего, роботизированная КПП фактически представляет собой МКПП, в которой управление сцеплением, а также выбор и включение/выключение передач осуществляется автоматически. Другими словами, коробка робот это все та же «механика», только передачи переключаются без участия водителя.

Еще отметим, что роботизированная трансмиссия также имеет ручной (полуавтоматический) режим, то есть водитель может самостоятельно повышать и понижать передачу аналогично Типтроник на АКПП.  Становится понятно, что производители РКПП стремятся имитировать классический автомат для упрощения взаимодействия. По этой причине робот имеет похожие режимы.

  • Как и на АКПП, имеется режим «N» (нейтраль). В этом режиме крутящий момент на колеса не передается. Указанный режим нужно включать при простое с заведенным двигателем, в том случае, если выполняется буксировка авто и т.д.  Режим «R» (реверс) означает движение назад.
  • Также коробка робот имеет режимы А/М или Е/М, что является аналогом режима D (драйв) для движения вперед. Такое обозначение свойственно простым «однодисковым» РКПП, то есть коробка имеет только одно сцепление.  При этом следует отметить, что роботизированные коробки передач с двойным сцеплением (например, DSG)  имеют режим, обозначенный  литерой D (драйв), как и на обычных АКПП.
  • Что касается режима М, это значит, что коробка переведена в режим ручного управления (аналогично Типтроник), а обозначения «+» и «-» указывают, куда нужно двигать селектор для повышения или понижения передачи. Еще добавим, что на коробках типа DSG управление ручным режимом может быть выполнено в виде отдельной кнопки на селекторе.

Эксплуатация роботизированной коробки передач: нюансы

Итак, если в автомобиле стоит роботизированная коробка автомат (робот), как пользоваться такой КПП, мы рассмотрим ниже.

Казалось бы, данная коробка похожа на АКПП по принципу работы и не сильно отличается от аналога.

  Другими словами,  нужно только перевести селектор в то или иное положение, после чего автомобиль начнет движение, причем дальнейшая езда будет похожа на машину с классической АКПП.

Сразу отметим, РКПП сильно отличается от автомата с гидротрансформатором. По этой причине нужно знать, как управлять коробкой робот, а также правильно эксплуатировать такую КПП.

  • Начнем с прогрева, то есть нужно ли прогревать коробку робот зимой. Как известно, для АКПП предварительный погрев обязателен, так как трансмиссионное масло (жидкость ATF) должно немного разжижиться. При этом для роботизированной коробки требования менее жесткие.

Если просто, однодисковый робот нужно греть точно так же, как и обычную механику. Что касается DSG, особенно с «мокрым» сцеплением, прогреть такую РКПП необходимо чуть дольше, так как в ней залит большой объем трансмиссионной жидкости.

В любом случае, как для МКПП, так и для РКПП независимо от типа, общие правила похожи. Важно понимать, что за время простоя масло в коробке стекает и густеет при низких температурах. Это значит, что двигатель должен поработать определенное время на холостых, чтобы прогрелся сам ДВС, а также масло успело растечься по полостям коробки передач.

При этом, в отличие от АКПП, селектор в разные режимы переводить не нужно, то есть достаточно включить нейтраль N.

Дальнейшее движение должно быть в щадящем режиме, без резких стартов, на невысокой скорости. Помните, масло в коробке греется намного дольше, чем в двигателе.

Чтобы трансмиссионная жидкость полностью прогрелась и вышла на рабочие температуры, необходимо проехать, в среднем, около 10 км.

  • Езда на подъемах и спусках с коробкой робот также является моментом, который заслуживает отдельного внимания. Существует много моделей с РКПП (как правило, в бюджетном сегменте), которые не имеют системы помощи при старте на подъем.

Это означает, что трогаться на подъем с роботизированной коробкой  нужно точно так же, как и на механике. Простыми словами, потребуется использовать ручник (стояночный тормоз). Сначала следует затянуть ручник, затем включается режим A, после этого водитель нажимает на педаль газа и параллельно снимает машину с ручника. Указанные действия позволяют тронуться в гору без отката.

Кстати, в этом случае также можно пользоваться не только автоматическим, но и ручным режимом, включая первую передачу. Единственное, не следует сильно давить на газ, так как возможна пробуксовка колес.  Еще добавим, что алгоритм работы РКПП предполагает, что такая коробка не позволяет двигаться в натяг, то есть на подъеме нужно повышать обороты двигателя.

Что касается спусков, в этом случае отпадает необходимость каких-либо дополнительных действий. Водитель просто переводит селектор в режим A или D, отключает стояночный тормоз и начинает движение. При езде под уклон будет проявляться эффект торможения двигателем. 

  • Остановка на светофоре, движение в пробке и длительная стоянка. Сразу начнем с кратковременных остановок и пробок. Прежде всего, если стоянка короткая (около 30-60 сек.), например, на светофоре, нет необходимости переводить селектор из режима А или D в N. Однако более длительный простой все же потребует перехода на нейтраль.

Дело в том, что когда на роботе включен режим «драйв» и водитель останавливает автомобиль при помощи тормоза, сцепление остается выжатым. Становится понятно, что если машина находится в пробке или подолгу стоит на светофоре, нужно переключаться на «нейтралку», чтобы уберечь сцепление и продлить срок службы данного узла.

Что касается парковки или стоянки, после того, как автомобиль полностью остановлен, селектор РКПП переводится из режима A в N, затем затягивается ручник, после чего можно отпустить педаль тормоза и глушить двигатель автомобиля.

  • Дополнительные режимы коробки робот. Следует отметить, что роботизированная коробка также может иметь такие режимы как S (спортивный) или W (winter, зимний), причем последний часто обозначается в виде «снежинки».

Не вдаваясь в подробности, в зимнем режиме коробка передает крутящий момент на колеса «мягко», чтобы избежать пробуксовок на заснеженной дороге или на льду.

Как правило, автомобиль в этом режиме трогается с места на второй передаче, а также плавно переходит на повышенные.

В спорт режиме коробка робот переходит на повышенные передачи на высоких оборотах, что улучшает приемистость и разгонную динамику. При этом расход топлива также увеличивается.

Еще добавим, что во время езды роботизированная коробка позволяет переключаться из автоматического режима в ручной и обратно. Это значит, что водитель может прямо на ходу повышать и понижать передачи. Однако получить полный контроль над работой КПП не получится, так как режим полуавтоматический.

Это значит, что если скорость и обороты ДВС высокие, при этом водитель хочет понизить передачу, например, сразу с 4-й на 2-ю, ЭБУ коробкой не позволит реализовать такое переключение и включит только наиболее подходящую передачу.

Такая особенность является «защитой», так как понижение передач на две ступени вниз может привести к тому, что обороты двигателя «упрутся» в отсечку, момент переключения будет сопровождаться ударом, сильной нагрузкой на трансмиссию и т.д. Другим словами, включение той или иной передачи возможно только в том случае, если диапазон допустимых оборотов и скорость ТС, прописанные в ЭБУ, позволяют включить выбранную водителем передачу.    

Советы и рекомендации

Как правило, водители, которые ранее эксплуатировали автомобили с классической АКПП, отмечают определенные особенности и отличия простых роботизированных коробок с одним сцеплением.

Данная коробка (однодисковый робот), может «затягивать» включение передач, отличается «задумчивостью» при понижении или повышении передачи и т.п. Также РКПП может работать не совсем корректно при резких нажатиях на акселератор и больше подходит для спокойной езды.

Чтобы резко ускориться, оптимально перейти в ручной режим, а также нажимать на газ плавно, чтобы минимизировать задержки и провалы. Что касается торможения двигателем, данный эффект вполне приемлемо реализован в автоматическом режиме.

Также для РКПП характерны легкие толчки при переключении передач. Все дело в том, что толчок появляется в момент, когда сцепление «смыкается». Избежать таких толчков можно, интуитивно угадывая, когда электроника инициирует переключения, и немного сбрасывая газ перед таким переключением.

Рекомендуем также прочитать статью о том, что такое коробка DSG. Из этой статьи вы узнаете об особенностях данного типа КПП, а также о преимуществах и недостатках преселективных коробок передач с двойным сцеплением.
Еще добавим, что сходство с механикой и наличие ручного режима все равно не означает, что на машине с роботом можно активно буксовать. Дело в том, что если на МКПП водитель «подпаливает» сцепление, далее износ узла и момент включения/выключения компенсируется изменением хода педали сцепления, также сам водитель чувствует момент включения и выключения механизма и т.д.

В случае с роботом, электроника попросту не «умеет» учитывать такой износ, что приводит к отклонению от запрограммированной точки схватывания, то есть происходит нарушение калибровки точно настроенных исполнительных механизмов. По этой причине один раз в 10-15 тыс. км необходимо выполнять инициализацию (обучение) коробки робот, так как игнорирование данного правила может привести к тому, что коробка падает в аварийный режим. 

Что в итоге

С учетом приведенной выше информации становится понятно, что среди всех роботизированных коробок оптимальным вариантом можно считать преселективный робот с двумя сцеплениями (например, DSG или аналоги).

Данные коробки передач лишены многих недостатков однодисковых РКПП, а также обеспечивают максимум комфорта и высокую топливную экономичность. Также следует отметить, что робот с двойным «мокрым» сцеплением при грамотном обслуживании и эксплуатации имеет больший срок службы по сравнению с аналогами 

Что касается езды, в большей степени отличия РКПП от АКПП проявляются именно в случае с однодисковыми роботизированными коробками передач. Если автомобиль оснащен такой коробкой, перед началом активной эксплуатации рекомендуется отдельно изучить особенности работы трансмиссии данного типа на практике.

Напоследок отметим, что в случае с DSG и аналогами, особенно если ТС имеет систему помощи при старте на подъеме, особой разницы между АКПП и РКПП водитель не заметит. Основной рекомендацией в этом случае остается только необходимость переводить коробку из «драйва» в «нейтраль» при простоях больше 1-2 минут. 

Коробка робот все что нужно знать!

Коробка робот сегодня стремительно обретает популярность среди водителей из разных уголков планеты. Она существенно облегчает управление автомобилем, особенно в городских условиях, и считается перспективной и инновационной. Но напрасно думать, что такая трансмиссия появилась совсем недавно.

Первая роботизированная коробка появилась в далёком 1957 году. Она называлась Saxomat и могла автоматически выжимать сцепление. Переключать передачи при этом нужно было вручную. Этот образец так и остался опытным.

А первая коробка автомат робот, которая стала устанавливаться на серийные автомобили, была создана в 2003 году концерном Volkswagen. Он начал ставить на свои авто роботизированную трансмиссию DSG, оснащённую двумя сцеплениями.

Вскоре механизм стали использовать и другие автопроизводители мира. За время существования он претерпел некоторые модернизации.

Видео — РОБОТ (роботизированная коробка передач) — БЕЖАТЬ или МОЖНО БРАТЬ?

Коробка робот как пользоваться

Неважно какое у вас авто, Форд, Опель или Японское авто коробка-робот требует соблюдения правил эксплуатации. Чтобы агрегат работал долго без поломок, нужно знать, как пользоваться им правильно. Вот простая инструкция по использованию РКПП:

  1. Стараться ездить только по хорошим дорогам, имеющим твёрдое покрытие. Если необходимо проехать по бездорожью или рыхлому снегу, лучше отказаться от автоматического режима, если это предусмотрено конструкцией авто. Эксперты не советуют часто эксплуатировать автомобили с роботом в подобных условиях.
  2. Надавливать на газ плавно без резких движений. Водитель должен постоянно смотреть за оборотами мотора.
  3. При отсутствии на машине системы помощи при подъёме, использовать ручной тормоз. Это поможет избежать отката автомобиля назад.
  4. Стоя в пробках или на светофоре, переводить рычаг в нейтральное положение.
  5. При постановке авто на парковку следует сначала установить селектор робота в положение «нейтраль», после – затянуть ручник и затем заглушить мотор, сняв ногу с педали тормоза.
  6. Регулярно производить перенастройку электронного блока управления или обучение. Процедура выполняется согласно регламенту конкретного автопроизводителя через определённое количество километров. Обычно – через 10000-15000 км. Это связано с естественным износом дисков сцепления.
  7. Зимой при сильном морозе исключить поездки на непрогретом автомобиле. Прогревать его нужно до достижения рабочей температуры силового агрегата. Это поможет избежать повышенных нагрузок на роботизированную коробку.
  8. Стараться не буксовать, не возить тяжёлые прицепы и не буксировать другие авто. При серьёзных неисправностях машины использовать эвакуатор. Подробно об этом сказано в руководстве по эксплуатации каждого автомобиля с роботом.

Видео — Что такое РКПП (робот) | Сравнение с МКПП и АКПП | Плюсы и минусы

Режимы работы

Большинство РКПП или АМТ, как ещё называют эту трансмиссию, имеет четыре основных режима работы. Это:

  • Нейтральная передача или « N». Он используется перед троганием с места или во время стояния в пробке либо на светофоре, а также при иных остановках на продолжительное время с работающим двигателем;
  • « D», « A/ M», « E/ M» — режим движения. После перевода рычага в это положение, необходимо отпустить педаль тормоза и перевести правую ногу на педаль газа, потихоньку начав нажимать её. Автомобиль поедет вперёд, передачи будут переключаться автоматически в зависимости от набора скорости;
  • Ручное управление или « M». Режим применяется при движении вперёд, например, при поездках по снегу, песку или бездорожью. Передачи при этом водитель переключает селектором или подрулевыми переключателями в зависимости от особенностей конструкции авто. Переключение осуществляется постепенно, на одну ступень вперёд;
  • Задний ход или « R». Режим обеспечивает движение машины назад.

На некоторых моделях машин есть спортивный и зимний режимы, обозначенные соответствующими символами.

Робот и автомат в чём разница?

Автолюбителей часто интересует, что лучше – робот или автомат и в чём отличие этих трансмиссий. Они похожи, но у каждой из коробок есть свои особенности:

  1. В АМТ, как и в АКПП, используется трансмиссионное масло. Но его объём обычно значительно меньше. Зачастую и интервалы между заменами заметно больше. Но это зависит от модели и марки машины.
  2. Робот, как и вариатор, обеспечивает лучшую динамику и меньший расход топлива в отличие от автомата. 
  3. РКПП не так удобна в управлении, как автоматическая коробка, так как нередко переключает передачи с рывками. Но современные трансмиссии практически лишены этой особенности.
  4. Робот считается менее долговечным и надёжным, чем АКПП. У роботизированной трансмиссии быстро изнашиваются диски сцепления. Поэтому узел н нуждается в частой замене.
  5. Современные РКПП больше подвержены серьёзным неисправностям, требующим дорогостоящего ремонта, чем нынешние автоматы.
  6. АМТ позволяет переключать передачи вручную в особом режиме, у автоматической трансмиссии такого режима нет.

Отзывы владельцев

Робот устанавливается на многие автомобили марки Toyota, Ford, Volkswagen, Skoda и другие. Отзывы владельцев об этой трансмиссии в целом положительные. Но иногда встречаются жалобы на малый ресурс и дорогостоящий ремонт. Правда, зачастую это связано с неправильной эксплуатацией машины, несвоевременным обслуживанием и устранением мелких поломок.

РКПП на Тойота Королла и других моделях этой марки отличается надёжностью и достаточно большим ресурсом. Он дарит прекрасную динамику и небольшой расход топлива. Коробка практически не имеет рывков и прочих неприятных особенностей. Аккуратные водители сталкиваются с её поломками нечасто.

Коробка PowerShift на Фокус и других автомобилях Форд отличается менее отзывчивой и корректной работой. Она часто работает с рывками, а её ресурс редко превышает 150000 километров.

На Форд Фокус 3 она перегревается в пробках, может начинать сильнее дёргаться со временем. Иногда эта проблема, по словам автолюбителей, решается перепрошивкой.

В более серьёзных случаях может потребоваться ремонт.

Некоторые владельцы Фольксваген и Шкода жалуются на поломки трансмиссий DSG. Но этот агрегат не на всех моделях проблемный.

При бережной эксплуатации и регулярном обслуживании он может пройти достаточно много. Противоречивы мнения и об АМТ на Lada Vesta. Нередко на этом авто требуется частая замена сцепления.

Оно служит не более 40000-60000 километров пробега. Но, возможно, это зависит от манеры езды.

Сейчас мнение автовладельцев о роботе стало более позитивным, чем несколько лет тому назад. Коробки стали совершеннее, об их использовании и обслуживании появилось много полезной информации, в России открылось немало станций по ремонту РКПП. Поэтому эксплуатация таких автомобилей стала намного удобнее.

Робот на Toyota

О коробке робот на Toyota Corolla xbnfnqnt в нашей статье Коробка робот на Тойота Королла

Плюсы и минусы

АМТ обладает множеством положительных качеств. Но есть у неё и существенные недостатки.

Плюсы:

  • Быстрый разгон автомобиля. Машина с роботом разгоняется практически также быстро, как и с механикой;
  • Низкий расход топлива. Такие авто тратят бензина практически столько же, сколько и автомобили на МКПП, или даже чуть меньше;
  • Более медленный износ сцепления, чем у авто с механической коробкой передач. Но это преимущество есть не у всех моделей с РКПП. У некоторых машин оно изнашивается даже быстрее, чем у транспорта с ручной трансмиссией;
  • Аккуратное и бережное переключение передач, недоступное многим водителям при ручном переключении;
  • Более дешёвый ремонт по сравнению с восстановлением работоспособности АКПП.

Минусы:

  • Возможны рывки, толчки и дёргание при движении. Но это присуще не всем роботам, более современные модели работают намного комфортнее;
  • Робот не всегда позволяет быстро затормозить или ускориться, так как этому препятствуют его электронные настройки;
  • Для корректной работы узла нужен мощный мотор;
  • Автомобиль с РКПП может откатиться назад при движении в гору, если не использовать ручник. Но машины, имеющие систему помощи при подъёме, не обладают данной особенностью;
  • Блок управления не всегда можно прошить в сервисном центре, изменив его работу;
  • Городская эксплуатация негативно сказывается на долговечности агрегата.

Обслуживание

Роботизированная коробка передач требует правильного и внимательного обслуживания. Она нуждается в регулярной замене масла и фильтров.

Обычно процедура проводится каждые 60000-80000 километров в зависимости от особенностей конкретной модели авто. Для замены необходима трансмиссионная жидкость, рекомендованная автопроизводителем.

Она обычно дороже, чем масло для механической коробки передач.

Владельцам машин с АМТ следует выполнять переобучение коробки в зависимости от состояния её сцепления. Не пренебрегать регулярной диагностикой электронного блока управления и проверкой работоспособности узла. Нужно обращать внимание на потёки трансмиссионной жидкости.

Обслуживание робота выполняется в сервисном центре или у мастеров, имеющих опыт работы с такими механизмами и соответствующее оборудование. Самостоятельно обслуживать этот узел не рекомендуется. Поэтому при покупке авто с РКПП нужно учитывать расходы на посещение СТО.

Неисправности

Неисправности коробки – робот бывают механическими или электрическими. Основные признаки поломки трансмиссии:

  • Машина не едет при любом или некоторых положениях селектора КПП;
  • Передачи не переключаются или переключаются не вовремя;
  • На приборной панели горит Check Engine;
  • Усиление рывков и толчков при движении;
  • Появление неприятных звуков при езде;
  • Движение с пробуксовкой;
  • Течь трансмиссионного масла.

Некоторые из этих симптомов не всегда связаны с поломкой АМТ. Поэтому при их возникновении следует обратиться в автосервис для диагностики автомобиля. Это поможет быстро установить причину и, возможно, избежать слишком дорогого ремонта. Отремонтировать узел без знаний и оснащения невозможно.

Как пользоваться коробкой роботом: правила вождения и эксплуатации

На легковых автомобилях используют несколько видов ступенчатых трансмиссий, предусматривающих переключение передач в ручном или автоматическом режиме. На части автомашин встречается роботизированная коробка, созданная на базе механической, но с автоматическим переключением скоростей и управлением сцеплением. Водителю необходимо знать, как ездить на роботе, поскольку от правильной эксплуатации зависит ресурс сцепления и механической части коробки скоростей.

Роботизированная коробка передач достаточно популярна в наше время. 

Устройство роботизированной КПП

Роботизированная коробка представляет собой механическую ступенчатую трансмиссию, дополненную электронным блоком управления. Управление муфтой сцепления и переключение скоростей производится исполнительными сервоприводами (электрическими или гидравлическими). Для начала движения водителю необходимо поставить селектор в положение A (перемещение вперед) или R (движение назад), а затем отпустить педаль тормоза.

Блок управления переключает скорости в зависимости от частоты вращения коленчатого вала и сопротивления движению. В конструкции контроллера предусмотрен специальный датчик, фиксирующий угол наклона автомашины. В зависимости от положения автомобиля корректируется работа роботизированной коробки.

В конструкции коробки предусмотрен режим ручного переключения, обозначаемый литерой M. Для выбора скорости необходимо нажимать на селектор вперед или назад, повышая или понижая передачу. Электронный контроллер отслеживает режим работы двигателя и скорость движения, в памяти устройства зашиты допустимые соотношения скоростей и оборотов силового агрегата. Например, блок не допустит попытки тронуться с 3-й передачи или перекрутить коленчатый вал мотора ошибочным включением пониженного передаточного отношения при движении на трассе.

Обслуживание роботизированной коробки заключается в проведении компьютерной диагностики, позволяющей определить остаточную толщину фрикционных накладок сцепления. При неаккуратном обращении с трансмиссией происходит ускоренный износ накладок муфты сцепления. Изменение размерных цепей негативно влияет на работу исполнительных механизмов, проходящих калибровку в заводских условиях.

При проведении ежегодного обслуживания автомашины или через каждые 10-15 тыс. км выполняется адаптация конструкции, позволяющая компенсировать износ накладок. Пренебрежение процедурой адаптации приводит к некорректной работе агрегата и его переходу в аварийный режим. В механической части трансмиссии производится замена масла на жидкость, рекомендованную изготовителем. Периодичность обслуживания агрегата зависит от производителя, рекомендации приведены в сервисной книжке автомобиля.

Роботизированная коробка передач выбирать и включать необходимую передачу без участия водителя.

Как ездить на коробке робот

Роботизированная коробка предназначена для спокойного движения, резко нажимать на педаль газа не следует даже при активации спортивного режима.

Для обеспечения динамичного разгона рекомендуют перевести селектор в режим ручного управления и плавно ускоряться на каждой передаче. При замедлении необходимо вернуть рычаг в положение автоматического выбора передачи. Допускается буксировать автомобиль с роботом в случае поломки силовой установки или узлов подачи топлива. При поломке трансмиссии рекомендуют перемещать автомашину на эвакуаторе.

При переключении скоростей на роботе происходит толчок, что не является проблемой или признаком неисправности. Для уменьшения эффекта можно отслеживать моменты переключения и снижать обороты двигателя. Если машина застряла в грязи или снежной каше, допускается раскачивание автомобиля путем переключения коробки из режима А в режим R. Но длительное буксование приводит к нарушению работы исполнительных механизмов. Для восстановления работоспособности требуется выполнить компьютерную калибровку сервоприводов.

Особенности вождения с роботизированной коробкой

Поскольку робот является компромиссным вариантом конструкции, следует учитывать некоторые особенности управления автомобилем. Например, роботизированный агрегат не всегда корректно переключает скорости, что приводит к падению интенсивности разгона. При резком нажатии на педаль газа передачи переключаются вниз с запаздыванием. Эту особенность следует учитывать при совершении обгона на трассе, особенно с выездом на полосу встречного движения.

Требуется ли прогрев

Роботизированная коробка не требует прогрева масла. После запуска двигателя рекомендуют постоять 20-60 секунд, пока шестерни не разбросают смазывающее вещество по поверхностям трения. Прогревать машину зимой необходимо на протяжении нескольких минут, до момента стабилизации оборотов двигателя. Затем можно пользоваться автомобилем. Селектор переводится в позицию А.

При прогреве двигателя не требуется устанавливать селектор коробки в различные положения по аналогии с гидромеханическими агрегатами. После начала движения рекомендуют проехать 1-2 км на пониженной скорости, чтобы снизить нагрузки на трущиеся поверхности. Поскольку картер коробки находится на удалении от силового агрегата, нагрев масла в трансмиссии происходит через 10-15 км пути.

Начало движения на подъем его преодоление спуск

В конструкции роботизированных агрегатов не используется ассистент старта в гору. Исключение составляют некоторые марки автомобилей.

Чтобы начать двигаться в гору на автомашине с коробкой робот, необходимо перевести рычаг в положение A, одновременно удерживая автомобиль стояночной тормозной системой. Затем водитель отпускает рычаг тормоза и увеличивает частоту вращения двигателя.

Для снижения отката автомашины водителю необходимо поймать момент включения сцепления и одновременно отпустить рычаг ручного тормоза. Перед началом эксплуатации автомобиля рекомендуют выполнить несколько пробных попыток старта на горке, чтобы понять момент начала работы сцепления. В зимнее время коробка переключается в режим ручного выбора ступени, что снижает пробуксовку в начале движения. После разгона скорости переключаются принудительно или селектор переводится в положение автоматической работы.

При увеличении скорости коробка будет повышать передачи, но если частота вращения мотора упадет, трансмиссия перейдет на пониженную скорость в автоматическом режиме. При движении на спусках рычаг остается в положении А, педаль газа отпускается для торможения двигателем.

Для дополнительного снижения скорости производится нажатие на педаль тормоза. Переключать селектор трансмиссии в нейтральное положение не требуется.

Остановка и парковка

Автомобиль с роботизированным агрегатом останавливается при помощи штатных тормозов. Затем водитель устанавливает рычаг коробки в нейтральное положение и включает стояночный тормоз. Педаль тормоза отпускается, водитель может заглушить двигатель и вынуть ключ из замка. При остановках, например, на светофоре, допускается оставлять селектор в положении движения вперед. При длительной стоянке необходимо перевести рычаг в нейтральную позицию, поскольку в выжатом положении сцепление изнашивается.

Другие режимы

Роботизированные коробки передач поддерживают дополнительные режимы работы:

  1. Режим, обозначаемый пиктограммой в виде снежинки, предназначен для передвижения в зимнее время. Контроллер коробки обеспечивает старт со второй передачи и меняет алгоритм переключения скоростей, снижая пробуксовку колес на скользком дорожном покрытии.
  2. Функция «спорт» позволяет переключать передачи при повышенной частоте вращения коленчатого вала, что обеспечивает динамичный разгон.
  3. Ручной режим, позволяющий принудительно управлять коробкой передач.

Эксплуатация роботизированной коробки передач в городских условиях

Езда на автомобиле с роботизированной коробкой в городе требует переключения в нейтральное положение при остановках дольше 20-30 секунд.

Если удерживать автомашину на тормозе, то сцепление находится в разомкнутом состоянии. Из-за этого изнашиваются детали привода фрикционной муфты, теряется эластичность пружинных элементов. Дополнительных требований к эксплуатации роботизированного узла нет.

Как пользоваться роботизированной коробкой передач. Роботизированная коробка передач

Роботизированная коробка передач – это устройство подобное МКПП, в котором такие функции, как переключение скоростей и отключение сцепления, производятся автоматически. Принцип работы заключается в том, что водитель на дороге и «обстоятельства» движения как бы запускают систему, которая управляет, а всё остальное уже делает коробка.

Это для нормального дня, с некоторыми агломерациями, но также и с небольшим количеством трафика. Это означает, что это не менее 800 смен в день. Со временем ручные коробки передач остались прежними, но автоматические коробки были разнообразны. Например, многие классические автоматические коробки передач имеют функцию автоматического удержания — это означает, что вам не нужно держать ногу на тормозе, таким образом устраняя неудобство автоматической коробки. Эта статья призвана принести немного больше света в эту область, чтобы помочь нам сделать лучший выбор, когда мы хотим купить подержанный автомобиль.

Такая работает очень экономично, надёжно и комфортно. Да и в плюс ко всему, она несколько дешевле, чем обычный автомат. Сейчас практически все марки автомобилей устанавливают именно эту коробку в авто любого класса.

Описание

РКП отличается от своих предшественниц конструкцией. Это обычная МКПП с возможностью управлять передачами и сцеплением. В этом и заключается принцип ее работы. Очень многие марки производителей данных коробок брали за пример обычные механические, как, например, известная Speedshift, созданная на базе АКПП 7G-Tronic. Там всего лишь заменили гидротрансформатор на усовершенствующие, многодисковые сцепления на основе фрикционов. Коробки-роботы бывают двух типов:

Для тех, кто страстно относится к работе коробки передач, мы добавили полезные ссылки. Нажмите педаль сцепления и поднимите ногу с педали акселератора, смените шестерню, поднимите ногу на педаль сцепления и нажмите педаль акселератора. В общем, автомобили с 6 скоростями имеют более короткую передачу — то есть вам приходится чаще менять скорость, а ускорение в каждой скорости более «опухло». Автомобиль с 5 скоростями легче ездить в городе, потому что вы можете запускать больше с определенной скоростью, конечно, но с менее «пушистым» ускорением.

  • электрические;
  • гидравлические.

Создают такое устройство достаточно известные марки: Митсубиси, Фиат, Форд, Опель, Пежо, Ауди, Рено, БМВ и другие. Управляет такой КПП электронная система. Работает это устройство в 2-ух режимах:

  1. автомат;
  2. полуавтомат.

В первом случае, практически вся работа выполняется автоматически (блок управления получает сигналы с входных датчиков и производит алгоритм, который и управляет коробкой). Во втором случае, вы можете вручную переключать скорости на селекторе (секвентальный режим).

Ручная автоматическая коробка

Но различия таковы. Минусы: неудобное вождение в городе, если вы новичок, вы можете быстро сломать сцепление. Схема проста: у вас есть две педали, такие как автоматическая коробка, но есть сцепление, в котором вы не работаете напрямую. Робот поднимается на сцепление, меняет скорость и освобождает сцепление.

Вы воспринимаете это как «автоматическую коробку». Против того, что сцепление подходит быстрее, чем механическая коробка передач, оно предназначено для переключения передач. Чтобы не дрожать, вам нужно почувствовать, когда вы хотите изменить скорость, затем поднимите ногу с ускорения и установите ее снова; фиксированный как ручной блок.

Фотогалерея

Ниже вы можете просмотреть, как выглядит коробка-робот и посмотреть на её принцип работы.

Ручка управления КПП

Отзывы

В настоящее время коробка-автомат приобрела большое количество поклонников и немалое количество врагов. Кто-то «за» неё, кто-то «против». Чтобы в этом разобраться предлагаем прочитать вам самые последние отзывы.

Ручная коробка передач с двойным сцеплением

Однако техническое обслуживание значительно ниже. При изменении скорости он также сохраняет небольшие недостатки роботизированной коробки передач. Он также является совершенно новым на рынке, и информации о надежности мало. Форд поставил эту «автоматическую» коробку на несколько автомобилей.

Если механическая коробка передач может быть отсоединена от двигателя сцеплением, автоматическая коробка — без муфты — остается подключенной все время. И для его устранения используется «гидротрансформатор» или «преобразователь». Вы можете узнать больше, нажав здесь. Автомобиль имеет две педали, которыми вы управляете правой ногой, а именно дроссельной заслонкой и тормозом. Сегодня есть много вариаций этой коробки передач, изначально имевшей 3 скорости, затем 4, и теперь есть автоматические коробки передач с 9 скоростями.

Положительные Отрицательные
А мне очень нравится, что есть возможность переключать скорости вручную, а всё остальное она делает сама. Ой, робот лучше не берите, у меня знакомый не так давно купил (), теперь работы непочатый край, каждые 10 000 ездит на регулировку.
Хорошая штука, к ней просто привыкнуть надо. Как по мне, обычная механика намного лучше. А робот – это самая ненадёжная коробка.
В пробках то, что надо! Очень удобно! Не переношу робота совсем, выбираю механику.
Я никаких минусов в ней не вижу, всё это чушь! Механика – это цирк какой-то. В управлении очень удобная. Оптимальный режим работы двигателя. Можно сказать, исправляет ошибки малоопытного водителя. Машина не дёргается. Вообще не советую никому брать робот или вариатор. Самые капризные коробки передач. И очень слабые. Хорошо, если до 10 тыс. доедут.
Я уже очень долго езжу на роботе. Хорошая вещь. Моё мнение таково, что проблема не в ней, а в наших дорогах. Да, согласен, что сделана она была явно не для наших дорог. Но вы постарайтесь ездить аккуратнее и меньше обгонять. И всё будет хорошо. Как бы получается, что эта такая же обычная механика, только за ручку дёргает электропривод, а им уже управляет электронный блок. Так вот этот блок расшатается в два счета. Значит, как по мне, лучше обычный гидроавтомат.
Очень сильно экономит бензин и вообще все минусы – это лишь особенности. Я сама не пользуюсь роботом, но отзывы слышала только плохие. Так что лучше брать по классике механику или уже автомат.
К этой коробке нужно привыкнуть и будете летать. И в пробках можно наловчиться и на скорости погонять. Сказка! Очень много минусов! Техника думает за тебя, а желания ваши не всегда совпадают. Плюс в обслуживании она почти в два раза дороже. Да и сама коробка очень дорогая.
Отличная! Большой расход бензина.
Максимально подстраивается под водителя, вообще никаких вопросов нет. Эта коробка абсолютно не подходит для езды в городе.
Мне тоже сначала было непривычно после механики, но сейчас очень нравится! Машину нельзя завести сходу.
Не пожалел, что купил. Уже один раз в ремонте побывала. Очень долго подключается сцепление на старте.
Вы сначала определитесь, может проблема в вас, а не в коробке. Вещь класс! На ней невозможно ездить на высокой скорости!
Действительно, эта коробка для более опытных водителей и вообще незачем неучам суваться! Такая проблемная коробка передач. Мало у кого доживает хотя бы до 50 000 км.

В этой статье мы рассмотрели принципы работы роботизированной коробки передач, а также благодаря отзывам оценили её возможности и выяснили её минусы и плюсы.

Видео «Роботизированная коробка передач»

Очень полезную информацию о том как работает и из чего состоит коробка вы сможете узнать, просмотрев это видео.

Прочитав нашу статью, вы узнали очень много о роботизированной КПП, за это оставляйте свои отзывы!

Автоматические коробки передач предвосхищают то, что вы могли бы сделать в качестве драйвера в определенной ситуации. Когда вы делаете что-то совершенно непредвиденное, коробка передач становится медленной. Минусы: коробка передач весит больше, дороже поддерживать, если ее дороже ремонтировать, замедляется, она обычно потребляет 1 литр на 100 км от той же механической коробки передач.

Эта коробка передач выглядит как автоматическая ручная коробка, но на самом деле есть две коробки передач — каждая с муфтой и без «гидротрансформатора», как автоматическая коробка. Говорят, что они являются лучшими автоматическими коробками на рынке, потому что они очень быстро меняют скорость. Что касается надежности, мнения разделены.

Тяговые характеристики двигателей внутреннего сгорания и их приспособляемость к нагрузке недостаточны для прямого привода. Для адаптации используются разнообразные типы коробок перемены передач, которые позволяют изменить частоту вращения в достаточно широком диапазоне.

Помимо этого, такой механизм обеспечивает возможность движения задним ходом, длительной остановки автомобиля с работающим силовым агрегатом.

Минусы: 2 коробки тяжелее коробки, обмен масла на 000 км у представителя, дорогой. Он не использует шестерни, но пояс и 4 конуса. Принцип работы напоминает велосипедную цепь, шестерни и пластины. Просто потому, что вместо шестерен есть конус, а вместо пластин есть еще один конус. Он имеет основную муфту, отличную от «сцепления» ко всем другим коробкам, и вторичную муфту. Лучше смотреть фильм. На этих коробках передач также есть новый прогресс — для этого есть еще один фильм.

Плюсы и минусы роботизированных коробок передач.)

Опять же: во время вождения у вас странное чувство, отличное от любой другой коробки передач. Это не похоже на скутер, где у вас только одна скорость, но это не похоже на то, что у вас шесть скоростей. Прежде чем купить автомобиль, хорошо знать, какую коробку передач вы хотите. Если вы хотите, чтобы ручная коробка была проще. Если вы хотите автоматическую коробку, вам нужно знать, чего ожидать, сколько денег вы хотите сохранить для обслуживания и как вы хотите чувствовать себя в машине. Вам также необходимо знать компромиссы, которые вы готовы сделать.

Коробка передач робот оснащается автоматом для управления работой устройства в заданном режиме с учетом нагрузки и других условий движения. Процессом руководит электронный блок, запрограммированный определенным образом.

Водитель осуществляет выбор алгоритма и задает его при помощи селектора, кроме того, он может перенимать управление работой механизма и производить переключения как на обычной механике.

Использование роботизированных коробок обеспечивает водителю максимально комфортные условия. Нет необходимости отвлекаться и терять время на переключения передач, а заложенные в процессор программы обеспечивают (в зависимости от условий движения) максимальную экономию топлива.

Большинство ведущих автопроизводителей, и АвтоВАЗ в их числе, широко используют коробки передач такого типа на транспортных средствах разных классов.

Что такое коробка передач робот

В настоящее время существует множество разнообразных конструкций механизмов автомобильных трансмиссий. Для ответа на вопрос: коробка передач робот — что это такое?, следует разобраться в ее устройстве, изучить принцип работы и проанализировать достоинства и недостатки. Практически любой сложный механизм имеет свои плюсы и минусы, устранение которых невозможно без коренной переделки системы.

По своей сути роботизированная коробка является логическим развитием традиционной механической. В ней функции управления переключением передач автоматизированы и контролируются электронным блоком. Помимо этого процессор дает команду на исполнительный механизм сцепления для разобщения двигателя и трансмиссии при перемене передаточного числа.

Роботизированная коробка работает в комплексе с иными элементами трансмиссии. Автоматизированное управление согласуется с работой сцепления, предназначенного для обеспечения переключений.

Устройство и принцип работы

За все время развития автомобилестроения предпринимались множественные попытки упростить управление трансмиссией. Первые удачные конструкции роботизированных коробок передач,пошедшие в серию, появились только после оснащения машин процессорами. Все попытки автоматизировать управление при помощи электромеханических и гидравлических устройств не дали положительных результатов.

Они оказались слишком ненадежными и не обеспечивали приемлемой скорости переключения. Еще одним недостатком такого рода коробок была излишне высокая сложность и, как следствие, запредельная стоимость.

Решить все технические проблемы стало возможным только с появлением компактных и недорогих процессоров и датчиков, контролирующих режимы работы двигателя и трансмиссии.

Конструкция

Многие самостоятельно занимались разработкой данного класса механизмов. Это обеспечило достаточно большое разнообразие конструкций коробок передач роботов,тем не менее, можно выделить в них общие элементы:

  • электронный блок управления;
  • механическая коробка передач;
  • сцепление фрикционного типа;
  • система управления переключением передач и муфтой.

Нередко функции электронного блока выполняет бортовой компьютер, контролирующий работу системы питания и зажигания в силовом агрегате. Процессор устанавливается вне картера коробки и соединяется с нею кабельными системами. Особое внимание при этом уделяется защите соединений, используются специально разработанные уплотнители. Нередко контактные группы покрываются тонким слоем золота для предотвращения окисления.


За основу роботизированных коробок обычно берутся хорошо себя зарекомендовавшие устройства. Так, компания Mercedes-Benz при изготовлении агрегата Speedshift использовала АКП 7G-Tronic, вместо гидротрансформатора использовали многодисковое сухое сцепления фрикционного типа.

По аналогичному пути пошли и баварские автомобилестроители из BMW, оснастив шестиступенчатую механическую коробку автоматизированной системой управления.

Обязательным элементом, обеспечивающим работу коробки, является механизм сцепления. В случае с роботизированным устройством применяется конструкция фрикционного типа с одним или несколькими дисками. В последние годы появились трансмиссии с двойным механизмом сцепления, работающими параллельно. Такая конструкция обеспечивает передачу крутящего момента от двигателя без прерывания.

Роботизированные трансмиссии мировых автопроизводителей
Тип трансмиссии С одним сцеплением С двумя сцеплениями
Audi R-Tronic +
Audi S-Tronic +
Alfa Romeo Selespeed +
BMW SMG +
Citroen SensoDrive +
Ford Durashift +
Ford Powershift +
Lamborghini ISR +
Mitsubishi Allshift +
Opel Easytronic +
Peugeot 2-Tronic +
Porsche PDK +
Renault Quickshift +
Toyota MultiMode +
Volkswagen DSG +

Системы управления работой сцепления и переключением передач бывают двух видов: с электрическим или гидравлическим приводом. Каждый из вариантов имеет свои положительные и отрицательные стороны. Возможны комбинации из названных выше способов управления коробкой, позволяющие максимально использовать достоинства обеих конструкций и свести к минимуму их недостатки.

Электрический привод сцепления использует сервомоторы, которые обеспечивают минимальное энергопотребление. Отрицательным моментом является крайне низкое время переключения передач (в пределах от 300 мс до 500 мс), что приводит к рывкам и повышенным нагрузкам на детали трансмиссии.

Гидравлические приводы работают значительно быстрее, это делает возможным оснащение такими коробками даже спортивных автомобилей. На суперкаре Ferrari 599GTO время переключения составляет всего – 60 мс, а у Lamboghini Aventador и того меньше – 50 мс. Такие показатели обеспечивают данным машинам высокие динамические характеристики при сохранении плавности движения.

Принцип действия

Для того, чтобы понять как работает роботизированная коробка передач, следует получить представление об алгоритме работы ее механизмов.

Водитель запускает двигатель, выжимает педаль тормоза и переводит селектор в определенное положение. Привод сцепления разрывает поток мощности, а исполнительный механизм коробки производит подключение выбранной передачи.

Водитель отпускает тормоз и плавно увеличивает обороты, автомобиль начинает движение. В дальнейшем все переключения производятся в автоматическом режиме, при этом учитываются заданный режим и данные от датчиков. Управление механизмом осуществляется процессором в соответствии с выбранным алгоритмом. При этом у водителя имеется возможность вмешиваться в работу коробки.

Видео — роботизированная КПП (робот):

Полуавтоматический режим роботизированной трансмиссии аналогичен функции ручного управления автоматической коробки — Tiptronic. В таком случае водитель при помощи рычага селектора или переключателей установленных на рулевой колонке производит переключения передач с понижением или повышением. Отсюда исходит и другое название роботизированной коробки – секвентальная.

Трансмиссия такого типа получает все большее распространение на автомобилях. При этом наблюдается следующее разделение: коробками с электрическими сервомоторами комплектуются бюджетные модели. Ведущие автопроизводителя разрабатывают и выпускают серийно следующие типы механизмов:

  • Citroen – SensoDrive;
  • Fiat — Dualogic;
  • Ford — Durashift EST;
  • Mitsubishi — Allshift;
  • Opel — Easytronic;
  • Peugeot – Tronic;
  • Toyota – MultiMode.

Для более дорогих моделей производятся коробки с гидравлическим приводом:

  • Alfa Romeo — Selespeed;
  • Audi — R-Tronic;
  • BMW — SMG;
  • Quickshift от Renault.

Самая продвинутая по показателям роботизированная коробка ISR (Independent Shifting Rods) устанавливается на суперкары от компании Lamborghini.

Отличие роботизированной коробки передач от автоматической

Развитие и невысокая стоимость электронных блоков управления сделали возможным их применение на серийных моделях машин. Они имеют разные виды трансмиссии и возникает закономерный вопрос — в чем разница между коробкой передач роботом и автоматом? Если таковые отличия существуют, то какой вид из них будет лучше отвечать требованиям водителя и на какие характеристики следует обратить внимание при выборе автомобиля.

Разница между роботизированной коробкой и автоматом состоит в конструкции сцепления. Вместо гидротрансформатора в ней используется одно- или многодисковое сухое сцепление фрикционного типа.

В редукторе, как в механике, ведущие и ведомые шестерни находятся в постоянном зацеплении и задействуются они при помощи специальных муфт. Для уравнения угловых скоростей используются синхронизаторы.

Видео — тест драйв Лада Приора с роботом АМТ:

В автоматических коробках преимущественно используются редукторы планетарного типа и сложная система управления их функционированием. В первом и втором варианте выбор передаточного отношения определяется автоматикой. Это освобождает водителя от необходимости отслеживать режимы работы двигателя и производить переключения.

В сравнении автоматической коробки с роботом, лидером по такому показателю, как экономичность, является второе устройство. В сухом сцеплении механические потери значительно ниже, нежели у гидротрансформатора.

С другой стороны, автомат лучше обеспечивает плавность движения и езда в таком автомобиле более комфортная. Еще одним недостатком такого типа трансмиссии является дороговизна ремонта, который может выполняться только высококвалифицированными специалистами в условиях техцентра.

При выборе между роботизированной коробкой и автоматом следует принимать все вышеперечисленные факторы. Для недорогих бюджетных моделей существенными являются стоимость автомобиля и издержки на его содержание. При покупке элитных автомобилей такие вопросы обычно не имеют особого значения. Для водителя разницы в управлении автоматом или роботом практически нет.

Роботизированная коробка передач плюсы и минусы

Сложные системы, к каковым относятся и автомобильные трансмиссии, имеют вполне определенные достоинства и недостатка. Ниже приведен анализ плюсов и минусовв конструкции и эксплуатации роботизированной коробки передач. При этом в расчет принимаются динамические, стоимостные и некоторые другие характеристики агрегата.

К перечню положительных сторон коробки передач с роботизированным управлением можно отнести следующее:

  • Высокая надежность механизма редуктора, проверенного длительной эксплуатацией.
  • Применение сухого сцепления фрикционного типа способствует снижению потерь и.
  • Небольшое количество эксплуатационной жидкости – трансмиссионного масла порядка 3-4 литров, против – 6-8 литров у вариатора.
  • Высокая ремонтопригодность роботизированной коробки (фактически в качестве ее основы используется хорошо известная механика).
  • Автоматика повышает ресурс сцепления до 45 – 55 % по сравнению с традиционным управлением педалью.
  • Наличие полуавтоматического режима, позволяющего водителю вмешиваться в работу агрегата при движении в сложных дорожных условиях на подъеме или в пробке.

Достоинства КПП «робот» очевидны, что способствует повышению популярности данного типа трансмиссии на автомобилях разного класса. Усилиями инженеров и конструкторов агрегат постоянно совершенствуется, его характеристики улучшаются.

Что такое роботизированная КПП? Роботизированная коробка передач (другое наименование — автоматизированная коробка передач , обиходное название — коробка-робот ) представляет собой механическую коробку передач, в которой функции выключения сцепления и переключения передач автоматизированы. Автоматизация данных функций стала возможной за счет применения в управлении коробкой электронных компонентов.

Роботизированная коробка передач сочетает в себе комфорт , надежность и топливную экономичность механической коробки передач. При этом «робот» в большинстве своем значительно дешевле классической АКПП.

В настоящее время практически все ведущие автопроизводители оснащают свои автомобили роботизированными коробками передач. Все коробки имеют свои запатентованные названия и различаются по конструкции.

Вместе с тем, можно выделить следующее общее устройство роботизированной коробки передач :

  • сцепление;
  • механическая коробка передач;
  • привод сцепления и передач;
  • система управления.

Коробки-роботы могут иметь электрический или гидравлический привод сцепления и передач . В электрическом приводе исполнительными органами являются сервомеханизмы (электродвигатели). Гидравлический привод осуществляется с помощью гидроцилиндров. В зависимости от типа привода роботизированные коробки передач имеют устоявшиеся названия:

  • собственно роботизированные коробки передач (электропривод) ;
  • секвентальные коробки передач (гидропривод ).

Название «секвентальная» коробка получила от sequensum — последовательность, имеется ввиду последовательное переключение передач в ручном режиме.

Во многих источниках информации коробки передач носят одно общее название — роботизированные.

Электрический привод сцепления и передач имеют следующие конструкции коробок:

  • Easytronic от Opel;
  • MultiMode от Toyota.

Значительно больше конструкций «роботов» имеют гидравлический привод :

  • SMG , DCT M Drivelogic от BMW;
  • DSG от Volkswagen;
  • S-Tronic от Audi;
  • Senso Drive от Citroen;
  • 2-Tronic от Peugeot;
  • Dualogic от Fiat.

Система управления роботизированной коробкой передач включает следующие конструктивные элементы:

  • входные датчики;
  • электронный блок управления;
  • исполнительные механизмы коробки передач.

В роботизированных коробках с гидравлическим приводом в систему управления также включен гидравлический блок управления , который обеспечивает непосредственное управление гидроцилиндрами и давлением в системе.

Принцип работы роботизированной коробки передач заключается в следующем: на основании сигналов входных датчиков электронный блок управления формирует алгоритм управления коробкой в зависимости от внешних условий и реализует его через исполнительные механизмы. По команде от электронного блока управления гидроцилиндры (или электромоторы) в нужный момент размыкают и замыкают сцепление, а также включают подходящую передачу. Водитель с помощью селектора лишь задает желаемый режим работы робота: например передний или задний ход.

На всех роботизированных коробках предусмотрен режим ручного переключения передач, аналогичный . Например, коробка 2-Tronic способна работать в трех режимах. Первый — полностью автоматический. В этом случае водитель может вообще не задумываться о переключениях передач и ехать как на обычном «автомате». Второй — это так называемый полумеханический, который включается в том случае, если водитель решит сам переключить передачу с помощью подрулевых лепестков, не выходя из автоматического режима. Такая ситуация возникает, например, при обгоне, когда необходимо срочно переключиться «пониже». Если же резкого ускорения не произошло или после возвращения к обычному режиму езды, коробка через некоторое время снова перейдет в автоматический режим. Третий вариант работы КПП — полностью ручной. Выбор передачи лежит только на водителе, однако и тут не все в его власти — при достижении максимальных оборотов компьютер отдаст команду на переключение на следующую ступень.

Основным недостатком первых роботизированных коробок передач являлось большое время переключения передач (до 2 с), что приводило к провалам и рывкам в динамике автомобиля и снижало комфорт от управления транспортным средством. Решение указанной проблемы было найдено в применении коробки передач с двумя сцеплениями, что обеспечило переключение передач без разрыва потока мощности.

Весь алгоритм работы коробки с двумя сцеплениями сводится к тому, что пока работает первая передача, уже ждет включения вторая и как только блок управления даст команду, включается второе сцепление, внешний первичный вал и вторая передача. Далее по накатанной, — ждет сигнал третья передача и т.д. Время переключения сокращается до минимума, даже водитель не сможет так быстро переключить МКПП.

Данное техническое решение реализовано в коробках DSG, S-Tronic (время переключения передач 0,2-0,4 с), а также коробках SMG и DCT M Drivelogic (время переключение передач 0,1с), устанавливаемых на спортивные автомобили фирмы BMW.

В настоящее время самыми распространенными и технически совершенными являются роботизированные коробки передач DSG и S-Tronic. Коробка S-Tronic является аналогом коробки DSG, но в отличие от нее устанавливается на задне- и полноприводные автомобили. www.systemsauto.ru

Покупатели при выборе автомобиля большое значение уделяют коробке передач, помимо других его характеристик. Естественно желание людей — ездить с комфортом.

В последнее время современные технологии представляют вниманию новые способы управления автомобилем. На смену механики приходит автоматика. Одним из новшеств является роботизированная коробка переключения передач.

Что это такое и как работает?

Роботизированной коробкой передач считается механическая КП, которая имеет автоматизированные функции управления сцеплением и переключением передач. По другому ее называют . Такие коробки имеют электрический или гидравлический привод сцепления и передач. Зависит от конкретного производителя.

Стоит для начала разобраться, как работает роботизированная коробка передач. Принцип её работы такой же, как у механической. Различие в том, что работой сцепления и выбором передач занимаются сервоприводы (актуаторы). В составе которых находится электромотор с редуктором и исполнительный механизм. Также есть и гидравлические актуаторы.

1 — блок управления; 2 — сервопривод сцепления; 3 — сервопривод переключения передач; 4 — датчик частоты вращения первичного вала.

В чем заключаются основные особенности управления роботизированной коробкой передач?

Роботизированная коробка передач имеет свои особенности управления. К основной можно отнести следующий фактор: управление производится путем использования специального блока на электронной основе, который воздействует на два актуатора.

Первый сервопривод отвечает за сцепление, а второй руководит работой синхронизаторов, которые отвечают за включение нужных передач. Этот подход позволяет освободить водителя от нажатия на педаль . Все функции берет на себя электроника.

Работа умной коробки может осуществляться в:

  • автоматическом;
  • ручном режимах.

При автоматическом, смена передач происходит по команде компьютера, который учитывает многие показатели (обороты двигателя, скорость, данные систем ABS, ESP и других). При ручном режиме, человек с помощью рычага селектора или подрулевых переключателей подает команду на переключение.

Видео: принцип работы сцепления и переключения передач на роботизированной коробке передач.

Плюсы и минусы использования роботизированной коробки передач

Появилась такая возможность управления коробкой передач относительно недавно, но при этом довольно быстро приобрела своих приверженцев. Ведь ездить на роботизированной коробке передач по отзывам некоторых — удобно и комфортно.

Но, использование роботизированной коробки передач имеет свои плюсы и минусы, как и любой другой вариант. Естественно, о них следует знать, при выборе варианта управления. Выявить такие моменты позволили многочисленные тестирования коробки-робота.

Плюсы использования агрегата:

  1. Конструкция этой коробки передач весьма надежна. Основой ее остается механика, которая испытана временем и изучена. Вместе с этим по надежности она превосходит вариаторную и автоматическую системы.
  2. Считается, что использование роботизированной коробки передач способствует экономии топлива. Такая экономия может составлять до 30 процентов.
  3. Коробка робот требует использования меньшего количества масла, достаточно 2-3 литров, тогда как вариатору требуется порядка 7 литров. Все это приводит к большей экономии средств.
  4. Число передач соответствует количеству передач механической коробки.
  5. В основе роботизированной коробки переключения передач та же самая механика. Это дает дополнительную возможность свободного и простого ремонта, который может произвести практически любой автомобильный слесарь. Поэтому проблем с ремонтом не возникнет, по крайней мере, большую часть распространенных поломок можно ликвидировать быстро и качественно в обычной автомастерской.
  6. Ресурс увеличен почти на 40 процентов, если сравнение производить с механикой. Это весьма существенная разница. Причем дело не только в экономии, но и в повышенной безопасности.
  7. В условиях города, когда возникают постоянные пробки, и на крутых подъемах весьма кстати будет функция ручного переключения передач, которая присутствует в коробке-роботе. Эта функция позволяет вспомнить о обычной механике, по которой многие автовладельцы скучают.

Наряду с достоинствами имеются и недостатки данного вида коробки передач. К ним можно отнести:

  1. Главным недостатком многие автовладельцы считают невозможность перепрограммировать агрегат, с целью увеличить динамику или сэкономить ресурсы. Это также не позволяет подстроить коробку передач под свой стиль езды. Следует привыкнуть к манере работы определенной конструкции, чтобы использовать ее с удобством. Но русские умельцы находят выход из любой ситуации. После срока гарантийного использования автомобиля они просто меняют прошивку в блоке электронного управления.
  2. Скорость переключения передач робота несколько снижена, реакция замедленная. Это связано с некоторыми издержками программирования, как в любом автомате.
  3. При поездке по городу, в условиях пробок и по неровной местности необходимо переключаться на ручное управление. Иначе происходит быстрый износ и срок эксплуатации роботизированной коробки передач существенно снижается.
  4. В некоторых случаях при переключении передач можно ощутить рывки. Это объясняется тем, что не сбрасывается газ перед моментом переключения. Устранить эту неприятность можно, если нажимать педаль газа не полностью.
  5. На горке зачастую размыкается сцепление — это объясняется его перегревом. Поэтому для подъемов также лучше использовать ручной режим переключения.

Видео: как правильно ездить на роботизированной коробке передач.

Прежде чем покупать автомобиль с коробкой-роботом, стоит собрать как можно больше информации по работе конкретной модели. Некоторые из них имеют постоянные, ставшие уже нормой «глюки». Например, «задумчивость» некоторых роботов составляет около 2 секунд¸ то есть переключение передач происходит с определенным опозданием.

К проблемам можно отнести и излишнюю индивидуальность агрегатов. Даже одинаковые роботизированные коробки передач могут существенно отличаться. Такие серьезные отличия «лечатся», как правило, с помощью перепрошивки. Причем не стоит надеяться, что все само пройдет, лучше сразу обратиться к специалисту.

Но не всё так сумрачно. Например, по отзывам о роботизированной коробке передач Лада-Гранты больше половины владельцев этого автомобиля довольны таким вариантом управления. Считая, что с ним машина экономичнее и быстрее.

Видео: на АВТОВАЗе запущено производство LADA Granta с роботизированной КПП (АМТ).

На современных автомобилях используется несколько видов коробок передач – механическая, автоматическая, вариаторная. Механическая коробка отличается своей надежностью, но требует от водителя навыков управления. Автоматическая же значительно проще в управлении, но более «капризна» в техническом плане. Недавно же конструкторы выпустили еще один тип КПП – роботизированная. В ней они постарались соединить воедино надежность «механики» с удобством «автомата». И это у них получилось – все больше автопроизводителей комплектуют свои авто роботизированной коробкой передач.

Немного об устройстве

Суть такой коробки достаточно проста – имеется механическая КПП и электронный блок ее управления. У РКПП все функции, которые должен был выполнять водитель с механической коробкой (выжим сцепления, перевод рычага коробки в нужное положение) выполняется актуаторами – сервоприводами электронного блока.

Благодаря этому надежность КПП возросла за счет использования классической «механики» и возросло удобство ее пользования. Водителю всего лишь необходимо переводить селектор в нужное положение (как в автоматической КПП) и наслаждаться ездой, а электронный блок позаботится о том, чтобы выполнялось переключение передач.

При всем этом многие роботизированные коробки оснащаются еще и ручным управлением, что позволяет управлять водителю коробкой самостоятельно, с единственным отличием – нет необходимости выжимать сцепление.

Особенности управления

Некоторые режимы работы РКПП получила от , а именно:

  • «N» — нейтраль. Режим, при котором крутящий момент на колеса от КПП не передается. То есть двигатель работает, на коробку передается вращение, но из-за положения шестерен на колеса оно не передается. Используется при длительной стоянке авто, перед началом движения, после остановки;
  • «R» — движение задним ходом. Здесь все просто, водитель переводит селектор в это положение и авто движется назад.

Другие же режимы роботизированной коробки имеют свое обозначение:

  • «А/М» или «Е/М» — движение вперед. Этот режим соответствует режиму «D» автоматической коробки, то есть автомобиль движется вперед, а КПП производит переключение передач. В режиме «М» выполняется ручное управление. Переводом селектора в определенный паз выбирается необходимый режим;
  • «+», «-» — переключатель передач. Кратковременные переводы селектора в сторону «+» или «-» обеспечивают переключение передачи при ручном режиме управления «М».

Требуется ли прогрев коробки?

Вроде все просто, и ничего сложного в управлении такой коробки нет – достаточно перевести селектор в нужное положение, и начать движение. И все же следует знать, как управлять коробкой робот, чтобы она работала без проблем.

Начнем с интересного вопроса – нужно ли прогревать КПП перед началом движения зимой? Для автоматической коробки в зимний период прогрев обязателен и выполняется он кратковременным переводом селектора во все положения.

Роботизированная коробка, по сути, механическая и не требует прогрева. И все же зимой перед началом движения прогреть РКПП следует, хотя это не совсем прогрев. Во время стоянки масло в коробке стекает вниз и из-за мороза загустевает. Поэтому рекомендуется зимой после запуска мотора дать время, чтобы масло скорее не прогрелось, а просто растеклось по элементам коробки, снижая между ними трение. Достаточно просто постоять пару минут с заведенным мотором, при этом селектор переводить в разные режимы не нужно, достаточно держать его в положении «N». После этого движение нужно начинать плавно, без резких рывков и проехать так хотя бы 1 км, что обеспечит полный прогрев масла.

Начало движения на подъем, его преодоление, спуск

Многие автомобили с РКПП не оборудованы системой помощи старта на подъем, поэтому правильно начинать движение нужно научиться самому водителю. При старте на подъем с роботизированной коробкой необходимо поступать, как и с «механикой». Для начала движения селектор переводится в режим «А», плавно нажимается акселератор и одновременно авто снимается с ручника. Такое действие исключит откат авто назад. Одновременно жать на газ и снимать с ручника следует потренироваться, чтобы водитель чувствовал двигатель и понимал, когда сцепление начало включаться и можно снимать с ручника.

При начале движения на подъем в зимний период лучше использовать ручной режим, при этом устанавливать первую передачу. Сильно газовать не стоит, чтобы не было пробуксовки колес.

При движении на подъем при выбранном автоматическом режиме коробка самостоятельно начнет переходить на пониженные передачи, что является вполне логичным, ведь при повышенных оборотах преодолеть подъем легче. Такая КПП оснащена гироскопом, который определяет положение автомобиля, и если датчик показывает подъем, то коробка буде работать соответственно. Можно совершать движение и в ручном режиме, зафиксировав определенную передачу. Важно понимать, что РКПП не даст двигаться в натяг, поэтому при подъеме обороты двигателя должны быть не меньше 2500 об/мин.

При спуске же никаких действий от водителя не требуется. Достаточно перевести селектор в положение «А», и снять ручник. При этом авто будет производить торможение мотором.

Остановка, парковка

И третий немаловажный вопрос – правильность парковки и остановки. После полной остановки авто, селектор необходимо перевести в нейтраль «N», поставить на ручник и после заглушить двигатель. При кратковременных остановках перевод селектора в нейтраль необязателен, вполне можно оставаться и на режиме «А». Но стоит учитывать, что при остановке сцепление остается выжатым. Поэтому в пробке или на светофорах, когда остановка затягивается по времени, все же следует переходить на нейтраль.

Другие режимы

Это основные правила, как управлять роботизированной коробкой. Но есть и другие особенности, к примеру, некоторые РКПП имеют дополненные режимы – спорт и зимний, так называемая «снежинка».

«Снежинка» направлена на то, чтобы как можно плавнее и без пробуксовок начать движение на обледенелой дороге. Все что она делает, это обеспечивает начало движения сразу со второй передачи и более плавные переходы на повышенные передачи.

Режим «спорт» производит переход на повышенные передачи при больших оборотах, чем в обычном режиме. Это позволяет быстрее ускоряться. То есть, если при обычном режиме переход на 2 передачу выполнялся, к примеру, при 2500 об/мин, то в режиме «спорт» этот переход будет осуществляться при 3000 об/мин.

Теперь о возможности перехода из автоматического режима в ручной и обратно во время движения. Роботизированная коробка без проблем позволяет это делать. Также позволяется самостоятельно понижать или повышать передачу для изменения скорости движения. Но стоит учитывать, что полностью управление коробкой электронный блок не передаст, он будет постоянно контролировать работу.

Поэтому если водителю вздумается перейти, к примеру, на две передачи вниз, то электронный блок сделать это даст, но при этом проконтролирует обороты двигателя и если они не будут соответствовать выбранной передачи, электроника самостоятельно выполнит переход на допустимую передачу – сработает так называемая «защита от дурака».

Здесь все просто – электронный блок запрограммирован так, что каждой передаче соответствует определенный диапазон оборотов двигателя. И если выбранная вручную передача соответствует своему диапазону, то коробка выполнит переключение, а если нет – включит необходимую скорость.

Такая коробка «не терпит» резких нажатий на педаль газа, поэтому лучше осуществлять движение в спокойном режиме. Даже при необходимости ускориться — лучше жать на акселератор плавно, при этом стоит перейти в ручной режим. А при торможении следует наоборот – переходить в автоматический режим.

Особенностью РКПП является наличие небольших толчков при переключении передач. От них можно избавиться достаточно просто – при переключении передач сбрасывать обороты двигателя, то есть действовать по аналогии с обычной механической коробкой.

Наличие ручного режима позволяет даже выполнять выезд «враскачку» в случае, если авто застряло в сугробе. Но при этом на пользу КПП это не пойдет, так как буксовать на РКПП не рекомендуется, это может привести к декалибровке исполнительных механизмов. Поэтому застрявшее авто все же лучше извлекать с привлечением сторонней помощи.

Обязательно при каждом ТО делать инициализацию и проводить диагностику состояния РКПП, что позволит устранить все еще на раннем этапе.

Есть и другие мелкие особенности таких коробок, которые зависят от изготовителя. Ими лучше сразу поинтересоваться, чтобы в дальнейшем не возникло недоразумений с эксплуатацией роботизированной коробки.

В мире существует несколько автомобильных трансмиссий. Наиболее популярными являются механическая коробка передач и автомат. На данный момент многие популярные производители стали использовать в своих новинках роботизированный вариант. В статье рассмотрим, что это такое — коробка передач робот, какие она получает отзывы и имеет ли преимущества и недостатки.

Характеристика коробки

Коробка передач робот является, по сути, механической, просто в нее дополнительно встроено автоматическое сцепление и переключение передач. Соответственно, работа трансмиссии полностью зависит не от водителя, как в других вариантах, а от электронного управляемого блока. Водителю лишь остается правильно передавать входящую информацию для корректной работы трансмиссии.

Устройство

Какая коробка передач лучше, автомат или робот, мы рассмотрим чуть позже, для начала нам нужно узнать устройство нового изобретения. Автоматизированная коробка передач получила сцепление фрикционного типа. Таковым является пакет дисков,ъ либо же встроенный отдельный механизм. Наиболее надежной и долговечной можно назвать конструкцию, которая получила двойное сцепление. Volkswagen Golf стал первым в мире автомобилем, который был оснащен роботизированной коробкой передач. Отзывы о работе устройства были довольно хорошими, все отмечали неплохую реакцию со стороны электроники, а также идеальную функциональность при разгоне. При этом поток мощности не разрывался. Это достигается при помощи использования двойного сцепления. При этом переключение скоростей занимает не более 1 секунды. При работе на российских дорогах, к сожалению, срок эксплуатации подобной коробки передач сокращается как минимум вдвое.

Особенности

Привод сцепления может быть электрическим, гидравлическим. В первом случае следует отметить наличие электродвигателя и механической передачи. Второй же тип привода работает за счет функционирования специальных цилиндров, которые управляются клапаном электромагнитного типа. В некоторых случаях коробка передач робот, вариатор которой хорошо устроен, комплектуется с электродвигателем. Он перемещает цилиндры, а также рассчитан на поддержание работы гидромеханического блока. Подобный прибор, который имеет привод такого типа, отличается длительностью скорости переключения передач. Как правило, она варьируется в пределах от 0,3 до 0,5 секунды. Однако если сравнивать с гидравлическими аналогами, то в системе не будет нужно постоянно поддерживать определенный давление. Ярким примером подобного автомобиля является «Опель», коробка передач робот на этой машине в целом радует многих водителей.

Гидравлические коробки передач получили быстрый цикл, который обеспечивает переключение передач за время от 0,05 до 0,06 секунды. Именно поэтому чаще всего такая трансмиссия применяется на гоночных машинах и суперкарах. Примерами служат Ferrari и Lamborghini. На машинах, которые относятся к бюджетному классу, такую коробку передач нельзя поставить на СТО даже в качестве дополнительной опции.

Как работает КПП робот?

Большая часть механизмов регулируется специальными интеллектуальными блоками коробки передач робот. Что это такое? Благодаря этому, то есть работе электронной системы, можно отслеживать все необходимые параметры для коробки передач. Также датчики анализируют положение трансмиссии, давление масла и других параметров для передачи в основной блок. После этого электроника сформирует все необходимые действия, которые следует выполнить. В виде коротких сигналов они будут поступать на электропривод и электроклапаны, соответственно, это позволит быстро, но плавно переключать коробку передач.

Режимы работы

Конструкция вариатора автомата и коробка передач робот для многих остается непонятной. Данное устройство работает на принципах механики. Однако при желании пользователя его можно переключать на автоматизацию. После того как человек перейдет в соответствующий режим, электронный блок будет заблокирован. Последний сам станет анализировать алгоритм работы. Водителю нужно лишь нажимать на педаль газа и следить за тем, что происходит на дороге. Довольно часто в пробках, судя по отзывам, коробка передач робот становится незаменимой. Если режим ручной, то водителю будет позволено самостоятельно переключать передачи с пониженной на повышенную, и наоборот. Управление можно осуществлять при помощи обычного рычага коробки передач.

Актуальность коробки в России

К сожалению, отечественные производители практически не используют для создания автомобилей коробку передач робот. Что это такое, не знают многие водители. Однако 2015 году было заявлено, что автомобили от ВАЗ, которые относятся к серии Priora, будут оснащаться роботом. Такая коробка весит около 35 кг, причем она полностью адаптирована под российские дороги и погодные условия. Например, если старая коробка автомат не давала возможности запустить машину при температуре ниже 25 градусов, то робот может показывать хорошую работу, даже если эта отметка опустится до -40. Гарантийный срок на роботизированную коробку составляет 3 года, однако производитель заявил, что средний период эксплуатации — 10 лет. Именно таким образом компания хотела добиться возвращения популярности для машин серии Priora.

Преимущества

Отзывы коробка передач робот заслужила весьма хорошие. Рассмотрим ее основные преимущества. Многие заявляют, что это удобно, когда коробка передач имеет все плюсы автомата и механики. Соответственно, человек, работая с машиной, может получать впечатления от действия автоматической коробки передач. Но одновременно с этим ему не стоит беспокоиться, что будет потрачено слишком много топлива.

Главное преимущество такой коробки передач — экономичность. Как заявляют пользователи, конструкция получила программное обеспечение, которое рационально определяет крутящий момент. И если сравнивать с обычным человеком, электроника не нервничает, не устает, не впадает в депрессию, не влияет на нее физическая нагрузка. Именно поэтому на мировом рынке роботизированная коробка передач получила огромное распространение.

На данный момент такая трансмиссия комплектуется в автомобилях классов A, B, C. Следует отметить, что «Тойота Королла» коробку передач робот тоже получила. Еще данное устройство устанавливается на немецкой машине Volkswagen Amarok. Причем этого «немца» можно купить в такой комплектации как на российском, так и на европейском рынке.

Однако это не исчерпывающий список плюсов, имеется еще несколько. Судя по отзывам, данная трансмиссия высоконадежная. Замена механизмов потребуется только после совершения пробега в 250 тыс. км. Зачастую ремонту подлежит сцепление, которое не очень хорошо переносит тяжелые нагрузки, особенно если идет речь о езде на труднопроходимых участках. Стоимость роботизированной коробки намного меньше, чем стандартного автомата. Более того, очень неприхотлива в обслуживании коробка передач робот. Масло — это единственное, что обязательно необходимо менять через каждые 60 тыс. км пробега.

Особенности веса

Вес коробки — довольно важный вопрос. По данному параметру трансмиссия показывает себя лучше, чем автомат, так как она значительно легче. Снаряженная масса такой коробки для легковых автомобилей будет не более 50 кг, в то время как вес автомата только начинается с этой отметки и достигает 100 кг в максимальных позициях. Соответственно, с роботом машина будет более легкой, то есть амортизаторы, колеса и двигатель не испытывают сильной нагрузки.

Недостатки

Что такое коробка автомат робот, мы уже рассмотрели, также обсудили преимущества машины, работающей на таком устройстве. Однако оно имеет и свои недостатки. Следует узнать, какие. Например, главным минусом считается скорость переключения передач. Из-за этого на машину может совершаться сильное давление, особенно если человек стоит в пробке. Зачастую автомобиль разгоняется при помощи рывков, что больше подходит для спортивной езды. Именно поэтому для всех любителей спокойного вождения производители такой коробки передач устанавливают специальный режим. И если с данной проблемой можно справиться, то безопасность езды по склонам на таком автомобиле является довольно актуальным вопросом.

Роботизированная коробка не получает постоянные сигналы от двигателя. Именно поэтому нередко она может отключиться, соответственно, машина будет со склона катиться вниз. Но, к счастью, судя по отзывам, мало кто попадал в такую ситуацию. В целом, учитывая все негативные стороны, данную коробку все равно можно назвать одной из самых лучших.

Как ездить на роботизированной коробке передач

 

В прогрессивных моделях транспортных средств устанавливаются различные формы коробок передач. Наибольшее распространение получили следующие варианты: механический, автоматический, вариаторный. МКПП характеризуется высокой степенью надежности, с другой стороны, он требует от человека хороших навыков управления машиной. Второй вариант существенно проще в эксплуатации, но немного «капризен» в техническом плане. Как можно увидеть, характеристика обоих видов включает уникальные особенности: плюсы и минусы. Именно по этой причине конструкторы создали еще одну коробку передач, имеющую существенные отличия от других разновидностей. Коробка робот все чаще используется при оснащении автомобилей.

Роботизированная коробка передач: особенности и преимущества езды

Внешний вид РКПП

Данная разновидность не так уж сложна, если говорить об ее устройстве. В состав входит механическая коробка и электронный блок, предназначенный для управления. У готового изделия имеются в наличии полный спектр функций, раньше исполнявшихся автомобилистом с механикой. Сюда относятся, в частности: переведение рычага в определенное положение, выжимание сцепления и так далее. Отчасти расширенная функциональность объясняется наличием актуаторов, то есть, сервоприводов, которые находятся внутри блока.

Строение роботизированной коробки

К основным преимуществам новой разработки можно отнести надежность и удобство эксплуатации. Человеку, управляющему автомобилем с роботом, достаточно переводить селектор в то положение, которое нужно, и получать удовольствие от вождения. Электронный блок берет на себя заботы насчет того, чтобы переключение передач осуществлялось верно. Хотелось бы отметить, что большая часть роботизированных коробок оборудуются в качестве дополнения ручным управлением, что дает водителю возможность ездить на коробке, и управлять машиной самостоятельно. Есть лишь одно отличие, которое заключается в отсутствии выжимать сцепление.

Схема работы РКПП

Как ездить на роботизированной коробке передач?

Часть форматов функционирования робота имеют отличия, если проводить сравнение с автоматической моделью. В список уникальных режимов работы относятся:

  1. «N» — нейтральный вариант, во время которого мотор продолжает функционировать, на оборудование передается вращение, однако на колеса оно не поступает, что объясняется расположением шестерен. Режим актуальнее использовать при продолжительной стоянки, а также перед стартом и после того, как авто остановилось.
  2. «R» — перемещение назад. Для того, чтобы войти в данный режим автолюбитель должен переместить селектор в заданное положение, за счет чего машина начинает перемещаться назад.
  3. «А/М» (иногда называется «Е/М») — перемещение вперед. Данный режим – это то же самое, что и режим «D», который есть во всех коробках автоматического типа. При его использовании машина перемещается вперед, а коробка передач сама выполняет переключение. При активизации режима «М» управление осуществляется вручную. За счет перевода селектора в определенное положение пользователь выбирает тот режим, что ему нужен в данный момент времени.
  4. «+», «-» — предназначен для переключения передач. Непродолжительные переводы селектора сторону плюса или минуса способно обеспечить переключение передачи при выборе режима управления вручную.
  5. Потребность в подогреве

С первых же дней использования транспортного средства с РКПП можно понять, что в водительской работе нет ничего сложного. Вы поймете, как пользоваться новинкой, ведь для грамотного управления нужно всего лишь переводить селектор в выбранное положение и перемещаться по трассе. Но для того, чтобы устройство функционировало без каких-либо проблем и сбоев, нужно знать, как его эксплуатировать.

Нужно ли прогревать машину зимой?

Как управлять роботизированной коробкой передач? Для начала нужно определиться с тем, есть ли необходимость в прогревании коробки перед началом использования в зимнее время. Если вы используете автоматическое приспособление, то знаете о том, что в холода нельзя обойтись без предварительного прогрева, который выполняется путем непродолжительного перевода селектора во все существующие положения.

Езда на автомобиле с роботизированной коробкой передач не требует проведения дополнительных манипуляций, даже если за окном минусовая температура. Однако, зимой коробку передач все же следует подготовить к предстоящей эксплуатации. Дело в том, что в то время, когда машина стоит, масло, находящееся внутри устройства, стекает вниз и из-за пониженных температур, его консистенция изменяется: вещество становится намного гуще.

По этой причине в холодное время года рекомендуется запустить мотор и выждать некоторое время для того, чтобы масло разогрелось и распределилось по всем элементам, входящим в состав коробки. Это позволит сократить трение и уменьшить износ деталей, соприкасающихся между собой. Чтобы процесс прошел успешно, требуется выстоять две минуты, заведя двигатель.

Затем можно плавно, стараясь не делать резких рывков, переместиться на километр, что поспособствует оптимальному прогреву масляной жидкости.

При этом совершенно не обязательно переводить селектор в различные положения, достаточно оставить его в нейтральном режиме.

Особенности вождения с роботизированной коробкой

Большая часть машин, оборудованных самыми прогрессивными моделями коробок передач, не оснащены системой помощи старта для подъема, а потому эксперты рекомендуют начинать движение самостоятельно. В подобной ситуации действовать нужно, как и в случае в механизированной коробкой, то есть, селектор следует перевести в режим «А», а после нажать на акселератор, параллельно сняв машину с ручника. Это исключит вероятность того, что транспортное средство начнет откатываться назад. Стоит заблаговременно потренироваться в выполнении указанных действий, чтобы научиться управлению, почувствовать двигатель и без промедления распознавать момент, когда сцепление уже включилось и нужно снять машину с ручника.

Вы пользовались авто в зимнее время? В таком случае вы знаете о том, что для того, чтобы воспользоваться ручным режимом, установив первую передачу, не рекомендуется усиленно газовать, в противном случае есть некоторый риск того, что колеса начнут буксовать.

Во время движения на подъем при определенном режиме, выбранном автоматически, устройство без помощи человека переходит в более низкие передачи, что объясняется с логической точки зрения: при слишком высоких оборотах намного проще преодолеть подъем. РКПП оборудована гироскопом, определяющим расположение машины в пространстве. Если индикатор показывает подъем, устройство начинает работать адекватно ситуации. Допускается выполнять перемещение в ручном режиме, для этого нужно зафиксировать выбранную передачу. Нельзя забывать о том, что коробка передач не позволяет перемещаться в натяг, а потому при подъеме оборачиваемость двигателя изменяется и составляет не менее 2500 оборотов за минуту.

Во время спуска от человека, управляющего машиной, не требуется ничего. Ему нужно всего лишь перевести селекторный рычаг в положение «А», убрать стоячий тормоз. В такой ситуации машина будет тормозить за счет мотора.

Как выполнить остановку?

Для водителей также важен вопрос, который касается остановки и парковки. Очень важно знать, как правильно ездить, чтобы автомобиль исправно служил на протяжении долгого времени. После того, как машина полностью остановится, нужно перевести селекторный рычаг в режим «N», поставить на стоячий тормоз, заглушить двигатель. Во время непродолжительных остановок перевод рычага в указанный режим не является обязательным. Допускается оставаться на режиме «А», однако при этом нельзя забывать, что во время остановки сцепление остается выжатым. А потому, при стоянии на светофоре или в автомобильном заторе, если выстаивание растягивается на неопределенный срок, нужно переключаться на нейтральный режим.

Какие режимы еще существуют?

Выше перечислены основные правила, которые следует соблюдать, управляя машиной с роботизированной коробкой. Однако, есть и иные особенности, о которых следует знать. Например, некоторые изделия предполагают вспомогательные режимы, а не только те, что были перечислены выше. Это такие виды передач как: спортивный и зимний (его еще называют «снежинкой»). Последний из представленных режимов нужен для того, чтобы безопасно перемещаться по трассе, покрытой льдом. Он обеспечивает плавный переход на более высокие скорости.

Как ездить на роботизированной коробке передач правильно

Автолюбители, решившие приобрести автомобиль с роботизированной коробкой передач нередко, задаются вопросом, как ездить с такой системой? В статье мы рассмотрим, как пользоваться коробкой робот. Автоматическая роботизированная КПП, обиходное наименование коробка робот – это обычная МКПП, заключившая в себе компактный электронный блок, электронное управление сцеплением и автоматизированное переключение передач. Коробка робот сочетает в себе надежность, комфорт и топливную экономичность. Сегодня практически все автопроизводители оснащают свои машины такими коробками, у каждой из них есть своя уникальная конструкция и запатентованное название. Что самое интересное «робот» дешевле классической АКПП.

Роботизированная коробка передач

Об устройстве

Одна из ветвей развития механических трансмиссий привела к созданию роботизированной КПП, которая соединила в себе надежность «механики» с удобством «автомата». За счет того, что вся работа водителя стала выполняться актуаторами – сервоприводами блока, возросли характеристики. Теперь электронный блок сам заботится о переключении передач. Все что нужно от человека — это устанавливать селектор в нужное положение, как в КПП и наслаждается поездкой.

Есть роботы с режимом ручного переключения передач. Например, коробка 2-Tronic может служить в трех режимах. Первый – автомат, когда человек, вообще не трогает передачи. Второй – полумеханика, на случай если водитель захочет самостоятельно управлять сцеплением, например, при обгоне другого авто и в то же время находится в автоматическом режиме. Третий режим – полностью ручной, где все зависит только от водителя.

Что касается любителей быстрой езды, то для них в самый раз подойдет кулачковая роботизированная коробка передач. Она самая быстрая из всех видов роботизированных коробок, переключать скорости можно за 0,15 секунд. Машины, имеющие такую коробку, содержат педаль сцепления, но применяется она лишь когда транспортное средство трогается с места. Далее, переключение происходит как в спортивном мотоцикле – не используя сцепление.

Преселективная коробка переключения передач

РКПП могут иметь электрический или гидравлический привод сцепления. В первом варианте «органами» выступают сервомеханизмы (электродвигатели). Что касается гидравлического, то здесь все основывается на гидроцилиндрах. Гидравлическим приводом оснащают свои роботизированные коробки такие автопроизводители, как: Peugeot, Fiat, Renault, BMW, Volkswagen, Citroen и другие. Что касается электрического привода, то с ним работают компании: Ford, Opel, Nissan, Toyota, Mitsubishi. Остальные компании корейских производителей пока не решаются вводить роботов, из-за сложности конструкции и обслуживания.

Принцип работы роботизированной коробки передач

РКПП имеет тот же принцип действия, что и механическая трансмиссия. У нее имеются такие же три вала: ведомый, промежуточный и ведущий, те же шестерни и передаточные числа. Как было упомянуто выше, роботами управляют сервоприводы, иначе как актуаторы. Эти устройства вводят и выводят из зацепления шестерни валов, а также соединяют и разъединяют коробку с маховиком двигателя. Контроль над процессом взял на себя электронный блок, посылающий команды на гидравлический привод или электродвигатель. На основании сигналов входных датчиков блок формирует алгоритм, управления зависящий от внешних условий, и реализует его через исполнительные механизмы. Все что остается водителю это переключать лепестковым селектором передачи.

Автоматическая коробка передач с гидротрансформатором

Роботизированные КПП с двойным сцеплением

Так как в первых коробках роботах время переключения сцепления медленное (до 2 с), приводящее к зависаниям и толчкам в динамике, было решено устранить проблему при помощи создания роботизированной коробки передач с двойным сцеплением, которая переводит скорости без разрыва потока мощности. Технология возникла еще в конце 80-х годов прошлого века. Суть в том, что два сцепления работают попеременно, а не сразу оба. Вместе с двойным сцеплением преселективные коробки содержат еще два первичных вала.

Алгоритм таков — пока действует первая передача, сигнал о запуске поступает к второй. Таким образом, крутящий момент переходит сначала на ведущий вал, пока последующая – ждет своей очереди, будучи уже включенной через второй первичный вал, но еще разъединенной с ведущим валом. Так, время переключения сводится к минимуму, что нельзя сделать на МКПП при ручном управлении. Благодаря устройству работы двух сцеплений, езда на транспортном средстве получается плавной и мягкой, однако, в конструктивном плане такой аппарат достаточно сложен и его обслуживание может обойтись дорого. Наблюдать подобное техническое решение, возможно на коробках DSG, S-Tronic, SMG и DCT M Drivelogic, идущие, как правило, на спортивных авто фирмы BMW.

РКПП

Нужен ли прогрев коробки?

Переходим к рассмотрению вопроса как ездить на роботе в особенностях эксплуатации. Многих волнует, требуется ли прогревать РКПП зимой? По сути, робот не нуждается в прогреве, но ну думаем это лишним, не будет. Потому что во время застоя масло в коробке стекает вниз и под действием мороза густеет. Чтобы его прогреть для нормального функционирования следует просто постоять несколько минут с заведенным двигателем, в это время селектор переводить не требуется. Затем трогаться с места стоит плавно, двигаясь равномерно без рывков с минимальными оборотами необходимо проехать где-то километр.

Летом, чтобы масло растеклось по системе, будет достаточно и одной минуты. Если не прогревать машину, то масло может плохо смазать подшипник, а это вызовет неполное сведение диска, корзины и трение с последующим перегревом.

Несколько полезных советов:

  • в зимнее время года также не следует буксовать – это приведет к декалибровке исполнительной системы;
  • не попадайте в снежные засады, можно застрять;
  • берите шипованную резину, потому что липучки вас подведут;
  • оставляйте ночевать авто на скорости «Е» с выключенным двигателем;
  • если покрытие дорожного полотна плохое, трогайтесь не газуя со второй передачи. E->M и «+».

    Устройство Роботизированной коробки передач (РКПП)

Начало движения на подъем, его преодоление, спуск

Некоторые машины с РКПП не оснащены функцией помощи старта на подъем, по этой причине необходимо самому научится правильно двигаться в таких ситуациях. С коробкой роботом нужно вести себя точно так же как и с МКПП. Ставим селектор в режим «А» и медленно давим на акселератор, попутно убирая машину с ручника. Это поможет автомобилю не скатиться назад. Перед этим желательно потренироваться, чтобы прочувствовать и понимать, в какой момент сцепление начало включаться и можно снимать с ручника.

Если на гору нужно подниматься зимой, то лучше переключится на ручное управление установив первую передачу или режим «М1», Помните, что давление на газ должно быть максимальным, это не вызовет пробуксовки. Когда в машине имеется гироскоп, на подъёме взят автоматический режим, то коробка начнет сама переключаться на нужные передачи. Робот сам определяет положение и начинает перещелкивать скорости — в основном на пониженные. В зависимости от ситуации можно перевести рычаг в режим «М» и зафиксировать текущую скорость. Когда скорость вас не устраивает можно выбрать необходимую, при этом не следует опускать обороты ниже 2500 и превышать 5000. Во время спуска делать ничего не нужно, будет достаточно просто перевести селектор в режим «А» и убрать с ручника.

Схема работы РКПП

Городские условия/остановка, парковка

Есть мнения, что коробка робот меньше уживается в условиях города с пробками, и это сокращает ее срок службы. Совет: после полной остановки машины, селектор необходимо выставить в режим «N» нейтраль, поставить на ручник и далее выключить мотор. Если остановки кратковременные, то переводить селектор в режим нейтраль не нужно, находитесь на положении «А». Так как при остановке сцепление остается выжатым, то при пробках или светофорах с задержкой больше минуты лучше двигатель глушить.

Другие режимы

Существуют дополнительные приложения систем, помимо рассмотренных основных. Так, некоторые роботизированные коробки оснащены положением – спорт и зимний, иное название «снежинка». Режим «Снежинка» нужен для создания плавного хода на скользком пути. Она обеспечивает движение, со второй передачи переводя плавно на повышенную скорость.
Положение «спорт» создает переход на повышенные передачи при больших оборотах, что дает возможность быстрого ускорения.

Машина с коробкой роботом

Общие рекомендации

Как ездить на роботизированной коробке передач правильно мы рассмотрели, теперь дадим несколько практических советов:

  1. На старте не следует выжимать газ, когда необходимо прибавить скорость педаль нужно жать уверенно, но плавно.
  2. Лучше проводить инициализацию в сервисном центре несколько раз за год – это сведет к минимуму дерганья и рывки.
  3. Во время ускорения руководствуйтесь логикой МКПП.

Интересное по теме:

загрузка…

Facebook

Twitter

Вконтакте

Одноклассники

Google+

Как правильно ездить на роботизированной коробке передач: особенности работы робота

Читайте также

Роботизированная коробка передач — в простонародье просто робот — для большинства водителей мало чем отличается от традиционного автомата, рычаг которого для начала движения переводится в положения D (Drive) или R (Reverse). Но в то же время эти коробки устроены иначе. Поэтому владельцам машин с такой популярной в наши дни трансмиссией следует знать, как правильно ездить на роботе.

Как работает роботизированная коробка передач

По конструкции робот напоминает механику. Разница между ними в том, что у роботизированной коробки за управление переключением ступеней и смыкание/размыкание сцепления отвечает автоматика. То есть водителю не нужно выбирать рычагом нужную ступень и при этом каждый раз выжимать левую педаль. У машин с роботом, как и с автоматом, ее нет. То есть педалей на автомобиле с роботизированной коробкой всего две, а не три.

Роботы бывают двух видов: с одним сцеплением (автоматизированные) и с двумя (преселективные). Первые проще, дешевле и конструктивно больше походят на механику, поскольку сделаны на ее основе и дополнены сервоприводами и управляющей электроникой. Они задумчивее и грубее в переключении ступеней, с ними машина дольше трогается с места, а смена передач в движении может происходить с «кивками» автомобиля. Однодисковые роботы, как правило, встречаются на недорогих моделях автомобилей из недалекого прошлого.

Преселективная коробка сложнее по конструкции. Она — как две механики в одном корпусе: одна с четными передачами, а другая с нечетными. Переключения в таком роботе происходят быстрее и без разрыва мощности, как в однодисковом, поскольку следующая передача в нужный момент уже готова включиться. Такой тип коробок передач распространен на машинах концерна Volkswagen, где он носит название DSG. Преселектив можно встретить на Porsche, «Шкодах» и Audi. А еще такие коробки используют фирмы BMW, Mercedes-Benz, Ford, Renault, Volvo, Kia, Hyundai и другие.

Как переключать передачи на роботе

К роботизированным коробкам передач применимы все основные правила пользования автоматом:

  • Для начала движения при нажатом тормозе нужно включить режим D или R, а после остановки — выключить.

  • Не рекомендуется нажимать одновременно на газ и тормоз при выбранном режиме движения, чтобы избежать перегрузки трансмиссии и снижения ее ресурса.

  • Переключения между режимами D, R и P следует производить после полной остановки машины при нажатом тормозе, то есть когда сцепления полностью разомкнуты.

  • Избегайте резких стартов в режиме «газ в пол» и прочих «светофорных гонок», а также дрифта и езды с заносами, чтобы раньше времени не убить коробку.

  • Не стоит покорять бездорожье на машине без понижающей передачи. От пробуксовок на оффроуде у робота сильно изнашивается сцепление, а сам он перегревается.

  • Не переключайте робот в N для движения накатом, чтобы не подвергать сцепление ударным нагрузкам при последующем включении режима D.

  • По возможности избегайте буксировки прицепов или других автомобилей, чтобы не подвергать элементы робота повышенному износу. А если это все же необходимо, то двигайтесь плавно, без резких разгонов и торможений.

Как управлять роботизированной коробкой передач

Поскольку роботы конструктивно отличаются не только от привычного классического автомата, но и друг от друга, в их эксплуатации есть разного рода нюансы, о которых следует знать владельцам машин с такими коробками. Например, чтобы в автоматическом режиме однодисковый робот успевал переключать ступени и не пинался, а преселективный не путался в передачах, лучше ездить спокойно, плавно и не торопясь. Для агрессивной езды по этой же причине предпочтительнее ручной режим коробки, в котором можно щелкать ступени самостоятельно.

Читайте также

У машин с однодисковым сцеплением, как правило, не предусмотрен режим автоматического включения стояночного тормоза при остановке либо он действует всего несколько секунд, чтобы водитель успел потянуть за рычаг между передними сиденьями. Поэтому стоять на светофоре и трогаться с места в горку с такой коробкой нужно как на механике — предварительно нажав тормоз или удерживая автомобиль на месте с помощью «ручника». Роботы изначально настроены на экономичный стиль езды, поэтому после первой они спешат скорее подоткнуть вторую передачу.

При толкании в заторах на небольшой скорости роботизированные трансмиссии то и дело переключаются между первой и второй ступенью, тем самым увеличивая нагрузку на свои элементы и больше нагреваясь. Да и сцеплению при этом приходится работать с пробуксовками. Чтобы наносить меньше вреда роботу и минимизировать дискомфорт для водителя и пассажиров от пинков коробки, в пробках лучше ездить в ручном режиме, выбрав и зафиксировав оптимальную для дорожной ситуации первую или вторую передачу.

Коробка передач | Урок | Академия роботов

Практически все электродвигатели используются вместе с редукторами. Причина этого в том, что электродвигатели развивают относительно низкий крутящий момент. Они не особо сильные. Однако они способны очень быстро вращаться. Таким образом, мы можем использовать коробку передач, чтобы найти компромисс между скоростью и крутящим моментом. Конечно, бесплатного обеда не бывает, а коробка передач вносит некоторую неэффективность, есть некоторую потерю мощности. Эта потеря мощности связана с тепловым и акустическим шумом.

Если вы используете велосипед, вы, вероятно, хорошо знакомы с концепцией передачи. Электродвигатели могут вращаться очень-очень быстро, но они не развивают большой крутящий момент, они слабые.

Теперь это немного похоже на езда на велосипеде в гору. Вы хотите изменить большое количество оборотов педалей, чтобы уменьшить нагрузку, которую вы должны оказывать на эти педали. Вы жертвуете большой скоростью ради большого крутящего момента.

Для электродвигателя это то же самое, что и для велосипеда, у вас есть маленькая звездочка спереди на педалях, а у вас есть звездочка большего размера на заднем колесе.Таким образом, на каждый оборот электродвигателя приходится только половина оборота выходного вала редуктора двигателя. Таким образом, двигатель вращается довольно быстро, выходной вал вращается довольно медленно, но крутящий момент двигателя увеличивается за счет передаточного числа.

Вот двигатель с одноступенчатым редуктором. Мы называем это редуктором, потому что за каждый оборот двигателя выходной вал поворачивается меньше одного раза. Когда мы говорим о двух сторонах коробки передач, мы называем сторону двигателя, которая обозначена индексом M, а сторона нагрузки — индексом L.Передаточное число коробки передач — это заглавная буква G, и это отношение количества зубьев большого колеса к количеству зубьев маленького колеса. А для понижающей коробки G больше единицы.

Выходная скорость омега L равна 1 на G, умноженном на омега N. Таким образом, скорость выходного вала ниже скорости двигателя. Выходной крутящий момент tau L равен G, умноженному на крутящий момент двигателя tau M, поэтому выходной крутящий момент больше крутящего момента двигателя. Это фундаментальные уравнения, описывающие характеристики коробки передач.Он снижает скорость и увеличивает крутящий момент.

Прямоугольный редуктор для передачи крутящего момента для робота, используемый в «умной» вспомогательной инвалидной коляске

Applied Resources — производитель Raptor, первого коммерчески доступного «умного» вспомогательного робота, одобренного Управлением по контролю за продуктами и лекарствами. Подразделение Phybotics компании Applied Resources Corp. представило роботизированную систему для инвалидных колясок Raptor в 2000 году. Raptor получил одобрение Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США в декабре 1999 года и вошел в историю в июне 2000 года как первая продажа оборудования, одобренного FDA. робот-инвалидная коляска в США.Raptor также продается в Нидерландах.

Raptor оказывает помощь людям с тяжелыми формами инвалидности, использующим инвалидные коляски с электроприводом. Колено манипулятора робота содержит редуктор под прямым углом от Torque Transmission, который обеспечивает двойной выход вала через расширенный входной вал.

Компания искала альтернативу тяжелым и дорогим металлическим коробкам передач, доступным на рынке, и обратилась за помощью в Torque Transmission. «Инженеры Torque Transmission оснастили наш стандартный RAB-1, прямоугольный угловой редуктор, специальной зубчатой ​​передачей, чтобы обеспечить больший крутящий момент для удовлетворения требований заказчика, — пояснил Джон Рамп, президент подразделения Torque Transmission.«В результате получился недорогой, очень легкий, но надежный привод», — заключил он.

«Коробка передач с трансмиссией крутящего момента была выбрана из-за ее небольших габаритов, легкого веса и высокого крутящего момента», — отметил Крейг Вундерли, главный инженер отдела прикладных ресурсов. «Мы подвергли правильные угловые приводы строгим испытаниям, и эти приводы успешно прошли все наши испытания», — заключил он.

Угловой редуктор под углом

Прямоугольный угловой редуктор (RAB) трансмиссии крутящего момента

имеет размеры 3-21 / 32 дюйма x 3-15 / 16 дюйма x 1-1 / 4 дюйма в глубину и весит 12 унций.В нем используются шарикоподшипники и шестерни из закаленной стали с экранированной смазкой, он рассчитан на 1600 об / мин, а максимальная скорость 1/3 лошадиных сил составляет 3000 об / мин. RAB передачи крутящего момента также имеет выбор из одного или двух входов и передаточное число 1: 1 или 2: 1, правую или левую конфигурацию, и может работать в любом направлении.

Основные характеристики

  • Низкая стоимость. Половина стоимости сопоставимых дисков в металлическом корпусе
  • Выбор материалов корпуса и вала: — Соответствует RoHos
  • Доступны индивидуальные зубчатые колеса, длина корпуса и вала, а также материалы
  • Увеличенный срок службы
  • Меньше износа
  • Улучшенный контакт зубьев
  • Тихая работа
  • Наиболее эффективная конструкция передачи мощности в условиях номинальной нагрузки

Типичное применение прямоугольных угловых зубчатых передач передачи крутящего момента охватывает широкий спектр применений, включая медицинское и физиотерапевтическое оборудование, упаковочное оборудование или любые другие приложения, требующие малой мощности, где требуется высококачественная, но компактная, легкая и экономичная передача энергии.

Узнать больше

Torque Transmission специализируется на системах привода с дробной мощностью, но не ограничивается ими, и может работать со всеми различными скоростями и передаточными числами двигателей. В Torque Transmission инженер-конструктор не привязан к конкретной конструкции. Вы найдете команду, готовую предложить решения.

Обратитесь в компанию Torque Transmission прямо сейчас, чтобы мы смогли найти недорогую коробку передач, соответствующую вашим потребностям и вашему бюджету.

Читатели, интересующиеся коробкой передач для роботов, заинтересованы в следующих статьях по теме:

Harmonic Drive — Руководство по выбору шестерен для робототехники

Постоянное давление на инжиниринговые компании с целью сокращения затрат, повышения эффективности и повышения рентабельности инвестиций (ROI) подталкивает многих бизнес-лидеров к рассмотрению альтернатив системам двигателей с прямым приводом в виде различных решений с механической трансмиссией.Хотя системы зубчатых передач могут предлагать простоту, экономичность и гибкость, не всегда ясно, какой тип настройки лучше всего использовать. Здесь Грэм Макрелл, управляющий директор Harmonic Drive UK, исследует и критикует четыре основных типа передач.

Нет сомнений в том, что зубчатые передачи играют решающую роль в мире, в котором мы живем. От крупномасштабного глубоководного бурения нефтяных и газовых скважин и промышленного производства во всем мире до небольших приложений, таких как конвейерная лента на кассовых станциях в вашем регионе. супермаркет и даже крошечная коробка передач в дворниках вашего автомобиля, шестерни бесценны.


Поэтому неудивительно, что, если не учитывать кратковременный спад во время финансового кризиса 2009 года, мировой рынок коробок передач и мотор-редукторов в последнее десятилетие рос из года в год. Недавнее исследование Frost & Sullivan показало, что в 2013 году рынок получил выручку в размере 12,8 млрд долларов и, отчасти благодаря продолжающимся инновациям в ветроэнергетике, по оценкам, к 2017 году достигнет 15,67 млрд долларов.

В настоящее время рынок ориентирован географически на Азиатско-Тихоокеанский регион.Однако замедление роста китайской экономики из-за перепроизводства в последние годы, в дополнение к растущему спросу на высокоточные зубчатые передачи для вещания и авиакосмической промышленности, должно обеспечить рост в регионах Северной Америки и Европы.

Технология зубчатой ​​передачи
Хотя сейчас есть множество электрических конфигураций на выбор, так было не всегда. До широкого распространения электрических инноваций в технологии асинхронных двигателей и появления приводов с регулируемой скоростью (VSD) регулирование выходной скорости системы осуществлялось с помощью зубчатых колес.

Это означает, что конечная выходная скорость типичного двигателя с короткозамкнутым ротором, работающего со скоростью 1440 об / мин, может быть уменьшена по мере необходимости путем изменения передаточного числа редуктора. Это увеличивает гибкость, позволяя использовать один и тот же двигатель для различных скоростей без преобразователя частоты.

Теперь, конечно, можно управлять скоростью двигателя с помощью частотно-регулируемых приводов, однако привод не может заменить шестерни другие ключевые преимущества, умножение крутящего момента и согласование момента инерции, что позволяет относительно небольшому двигателю малой мощности перемещаться и точно управлять большим нагрузки, что снижает эксплуатационные расходы и общий вес и размер машины.

Цилиндрическая зубчатая передача
Попросите вашего ребенка нарисовать шестерню, и вы получите прямозубую шестерню — диск с радиально выступающими зубьями. Цилиндрические зубчатые колеса, используемые во всем: от стиральных машин, автомобилей и часов до промышленных отрезных станков и электростанций, дешевы и просты в установке. Они обладают хорошей эффективностью передачи мощности и постоянным передаточным числом с возможностью передачи большого количества энергии, до 50 000 кВт.

Для тех, кто использует этот базовый тип зубчатой ​​передачи и близкую к ней косозубую шестерню, следует учесть несколько соображений.Обычно эти шестерни имеют значительный люфт, и хотя они могут быть оснащены компенсацией люфта, эта точность не сохраняется на протяжении всего срока службы шестерни без регулировки.

Кроме того, прямозубые цилиндрические зубчатые колеса могут быть шумными на высоких скоростях, а косозубые — в меньшей степени. Кроме того, хотя они имеют возможность изменять конфигурацию, они могут занимать большую площадь, особенно при высоких передаточных числах, отчасти из-за того, что каждый отдельный вал шестерни должен поддерживаться в собственных подшипниках.

Коническая шестерня может рассматриваться в том же семействе, что и прямозубая / косозубая шестерня, а также может иметь прямое или косозубое нарезание.Многие из вышеперечисленных соображений применимы, хотя прямоугольный характер этой передачи может помочь в приложениях, где пространство ограничено.

Червячная передача
Так называемый, из-за движения, подобного дождевому червю, червячный привод состоит из двух частей: винтовой червячной передачи и большого прямозубого червячного колеса. Червячная передача, расположенная перпендикулярно оси вращения, представляет собой компактное решение и может быть достигнута большая одноступенчатая передача, однако большие передаточные числа страдают от низкого КПД.

Конструкция червячной передачи означает, что большой полый вал можно просверлить в центральном цилиндре червячного колеса, что облегчает прокладку кабелей и коммуникаций. С некоторыми модификациями этот тип зубчатого колеса также может обеспечивать относительно хорошую точность.

Увеличивая давление на соприкасающиеся поверхности, можно уменьшить люфт, поперечное перемещение, наблюдаемое в системе зубчатых передач. Тем не менее, это увеличивает износ зубьев, снижает эффективность и означает, что регулировка в течение эксплуатации часто необходима для поддержания точности коробки передач.

Планетарные передачи
Переходя к следующей категории, у нас есть планетарные передачи. Более известные как планетарные шестерни, они установлены таким образом, что несколько шестерен, обычно от трех до пяти, вращаются, как планеты, вокруг центральной солнечной шестерни, окруженной внешней кольцевой шестерней.

Планетарные передачи обеспечивают высокую удельную мощность, КПД более 95% и благодаря своей конструкции очень компактны. Точность может быть высокой, с минимальным люфтом до 1 угловой минуты.Комбинируя несколько ступеней зубчатой ​​передачи, можно достичь высоких передаточных чисел, при этом максимальное одноступенчатое передаточное число обычно составляет 10: 1. Планетарные передачи обычно дороже, чем косозубые, и могут требовать большего обслуживания из-за большего количества деталей.

Для более точных применений мы разработали здесь, в Harmonic Drive, ряд планетарных шестерен. Наша линейка HPG оснащена уникальной гибкой коронной шестерней, позволяющей предварительно нагружать зацепление между планетарной и кольцевой шестернями, что увеличивает точность до одной угловой минуты, и испытания показали, что эта система предварительной нагрузки обеспечивает превосходную повторяемость во времени.

Усовершенствованный модельный ряд HPGP имеет 4 планетарных шестерни, увеличивающих крутящий момент в зависимости от размера. Наша серия HPN представляет собой более обычную шестерню с косозубой передачей для увеличения крутящего момента и снижения шума, она доступна с точностью до 5 угловых минут.

Тензорезистор
Наивысшая точность и качество — это деформационно-волновой механизм, также известный как гармонический привод. Для приложений, требующих высочайшей плотности мощности и точности, необходима волновая передача.В таких требовательных приложениях, как управление движением в радиовещании, добыча нефти и газа, робототехника, аэрокосмическая промышленность, метрология и высокоточные промышленные станки, необходимы деформационно-волновые передачи.

Тензорезистор состоит из трех частей. Внешний круговой шлиц, фиксированное кольцо с зубьями шестерни внутри, зацепляется с внутренним Flexspline, гибким кольцом с зубьями шестерни снаружи, Flexspline меньше по диаметру, чем круговой шлиц, и имеет меньше зубьев, поэтому не зацепляется без третьего компонента, эллиптический генератор волн, установленный по центру, прикрепленный к входному валу.

Деформационно-волновая передача уникальна тем, что возможны очень высокие одноступенчатые передаточные числа, от 30: 1 до 320: 1, в том же пространстве, в котором планетарная передача может достигать передаточного числа только 10: 1. Этот впечатляющий подвиг становится еще более впечатляющим благодаря сохранению компактных размеров, очень небольшого веса, нулевого люфта, небольшого количества компонентов и очень высокого уровня крутящего момента.

Центральный вал можно даже расточить, чтобы получить полый вал максимально большого диаметра на концентрической передаче. Именно эти характеристики привели к тому, что НАСА выбрало Harmonic Drive для включения в марсоход.

Подготовка к работе
Совершенно очевидно, что мир шестеренок сложнее, чем кажется на первый взгляд. Правильный выбор передачи для вашего конкретного приложения может радикально изменить эффективность работы, потребление энергии и, в конечном итоге, общую стоимость владения. Это становится все более важным аспектом процесса принятия решений по мере того, как мы движемся к ориентированным на экономию средств высокоточным приложениям.

Высокоточный редуктор для робототехники Melior Motion

Прецизионные редукторы с низким люфтом:


Узлы PSC-V / H-E серии meliormotion®

Melior Motion предлагает высокоточные редукторы с люфтом ≤ 0.1 угл. Мин. Считается беззазорным. Благодаря нашему запатентованному решению для регулирования износа мы гарантируем, что он не изменится в течение всего срока службы.

Прецизионные редукторы с малым люфтом — эффективные и надежные

Большую безопасность в вашем применении обеспечивают редукторы с низким люфтом благодаря высокой мощности, ускорению и моментам аварийной остановки. Наша серия коробок передач отличается исключительно высокой жесткостью на опрокидывание и скручивание. Это обеспечивает точное позиционирование прямо к точке.

Редукторы и элементы привода

Наши прецизионные редукторы с низким люфтом достигают особенно высокого уровня производительности благодаря одновременному включению нескольких зубцов (солнечная шестерня, планетарная шестерня и коронная шестерня). КПД> 90% и чрезвычайно низкий момент отрыва обеспечивают выдающуюся энергоэффективность. Благодаря высокому КПД температура трансмиссии остается постоянно низкой, что продлевает срок службы сальников, компонентов трансмиссии и смазки.

Результат — впечатляющий срок службы — 20 000 часов. Это намного больше, чем возможно с другими конструкциями прецизионных редукторов, и это было подтверждено многочисленными испытаниями.

В то же время уникальная конструкция нашего прецизионного редуктора с низким люфтом обеспечивает чрезвычайно тихую работу. Таким образом снижается уровень шума в рабочей среде.

Не только тихие, но и точные, узлы эффективно работают даже при низком крутящем моменте, что позволяет точно контролировать небольшие движения.

Редукторы с полым валом для прокладки кабеля

Полые валы диаметром до 75 мм позволяют, например, прокладывать линии передачи данных или питания.

Конструкция шестерен в наших продуктах позволяет использовать стандартные трансмиссионные масла, а также подходит для использования со смазкой, совместимой с пищевыми продуктами.
Узлы PSC-V / H-E также подходят в качестве высокоточных редукторов с выходным фланцем для ваших узкоспециализированных применений.

  • Диапазон крутящего момента 400 — 4500 Нм
  • Наружный диаметр 180-329 мм
  • Диапазон соотношений: 35: 1 — 200: 1

Подузлы PSC-V / H-E


Комплексная конструкция

Подузлы PSC обычно используются в робототехнике, где соединение с двигателем может быть включено в конструкцию манипулятора робота для оптимизации пространства и затрат.
Другие области применения этого варианта конструкции можно найти в автоматизации, станках, полиграфической промышленности, упаковочных машинах, поворотных столах, медицинской технике и т. Д.

Проектирование и разработка компактного высокомоментного роботизированного привода для космических механизмов | J. Механизмы Робототехника

Космическим роботам требуются компактные системы шарнирного привода (JDS), обычно состоящие из привода, трансмиссии, шарнирных элементов, которые могут передавать высокие крутящие моменты через жесткие механические порты.Сегодняшние традиционные космические приводные системы состоят из стандартных приводов и многоступенчатых трансмиссий, которые обычно включают от трех до шести ступеней. Эта текущая практика имеет определенные преимущества, такие как короткое время разработки из-за доступности механических компонентов. Однако ему не хватает интеграции на уровне системы, которая учитывает структуру привода, размер и выходное усилие, структуру трансмиссии, передаточное число и прочность, и часто приводит к длинным и громоздким узлам с большим количеством деталей.В этой статье представлено новое аппаратное обеспечение робота, которое объединяет JDS робота в одно компактное устройство, оптимизированное для его размера и максимальной плотности крутящего момента. Это достигается путем разработки роботизированного соединения с использованием специальной трансмиссии, которая при численной оптимизации может создавать неограниченные передаточные числа, используя только две ступени. Конструкция компьютеризирована, чтобы получить все решения, которые удовлетворяют его кинематическим отношениям в пределах заданного диаметра привода. По сравнению с существующими роботизированными приводами предлагаемая конструкция может привести к созданию более коротких сборок со значительно меньшим количеством деталей при том же выходном крутящем моменте.Теоретические результаты демонстрируют потенциал примера устройства, для которого был изготовлен доказательный пластиковый макет, который может обеспечить крутящий момент более 200 Н · м в корпусе размером с локтевой сустав человека. Предлагаемая технология может иметь серьезные технологические последствия в других отраслях, таких как механическое протезирование и реабилитационное оборудование.

Для многих робототехнических приложений требуются компактные системы шарнирных приводов (JDS), которые могут создавать высокие крутящие моменты на низких скоростях для таких приложений, как космические роботы.Обычные приводные системы разрабатываются путем последовательного соединения привода с какой-либо трансмиссией с высоким передаточным числом, такой как электродвигатель с гармонической передачей (HD) или планетарной зубчатой ​​передачей (PGT). Несмотря на свою популярность, этот подход часто приводит к созданию длинных и громоздких сборок, которые увеличивают размер и сложность робота и уменьшают его рабочее пространство и размер укладки [1]. Кроме того, обычные компактные трансмиссии с высоким передаточным числом, такие как гармонические приводы, имеют высокое трение и низкую жесткость, что ограничивает их способность работать как чисто усилители крутящего момента в отсутствие схем нелинейного управления крутящим моментом [2].

В качестве альтернативы, обычные планетарные и обычные зубчатые передачи требуют наличия нескольких ступеней для достижения высоких передаточных чисел и могут привести к созданию длинных и громоздких узлов для приложений с высоким крутящим моментом. Другие типы роботизированных приводных систем основаны на интеллектуальных материалах, таких как пьезоэлектрик, сплавы с памятью формы, магнитореологические и электроактивно-полимерные приводы. Они имели ограниченный успех в разработке полностью функциональных роботизированных приводных систем, либо все еще находятся на ранних стадиях практического внедрения, либо не достигли окончательных результатов.Следовательно, разработка компактных и эффективных систем привода может улучшить производительность многих роботизированных систем и систем управления движением, особенно мобильных приложений с жесткими требованиями к крутящему моменту и размеру. Такие усовершенствования в технологии приводных систем также могут способствовать появлению новых продуктов, таких как легкие протезы, которые невозможны с существующими двигателями и системами трансмиссии [3]. До настоящего времени портативные энергетические системы для переобучения голеностопного сустава имели ограниченную коммерциализацию за пределами специализированных больниц и реабилитационных клиник, главным образом из-за отсутствия адекватных готовых актуаторных технологий [4].Чтобы облегчить развитие этих устройств в более удобные для пользователя системы, следует разработать новые формы приведения в действие с такими ключевыми возможностями, как высокий выходной крутящий момент / усилие, легкий, ненавязчивый и энергоэффективный.

Робот JDS соединяет и приводит в движение два звена робота относительно друг друга (см. Рис. 1). Для выполнения своих функций JDS должен содержать (1) привод для подачи силы или крутящего момента, (2) трансмиссию для усиления силы привода и, наконец, (3) конструкцию шарнира, которая ограничивает подвижность звеньев до одного градуса. -свободы при несении нагрузок в остальных степенях свободы.

Рис.1

Рис.1

Независимо от размера и веса, динамика JDS в основном определяется характеристиками привода / трансмиссии, такими как передаточное число, жесткость трансмиссии, инерция, трение и люфт. Эти свойства играют ключевую роль в работе робота, а также в разработке его системы управления.Например, передача с низкой жесткостью уменьшает полосу пропускания сил системы привода и вносит нестабильность в контуры обратной связи с высоким коэффициентом усиления [5]. Кроме того, трение трансмиссии повышает требования к пусковому крутящему моменту привода, увеличивает его размер и снижает точность. В случае ограничений трансмиссии, таких как нелинейное трение и / или жесткость, нелинейные регуляторы используются для улучшения отношения входного / выходного крутящего момента трансмиссии [6].

В течение последних четырех десятилетий значительное количество исследований было посвящено разработке и пониманию компактных трансмиссий с высоким передаточным числом, таких как гармонические передачи.Гармонические приводы в первую очередь полезны для разработки компактных приводных систем с высоким крутящим моментом [7]. Несмотря на их популярность, два основных эксплуатационных недостатка гармонических приводов — это высокое трение и низкая жесткость. Трение восходит к основному принципу работы гармонического привода, который основан на трении скользящих зубцов между его гибкой линией и круговой шлицей. Еще один источник трения в гармоническом приводе — это высокая радиальная предварительная нагрузка генератора волн. Трение в гармонических двигателях широко изучается многими исследователями, например, в работах [1,95].[8] и [9], и хорошо известно, что он демонстрирует нелинейное поведение в результате действия скользящих зубцов. Кроме того, работа передачи гармонического привода основана на непрерывной деформации ее основного компонента, гибкой линии. Эта гибкость создает путь нагрузки с низкой жесткостью, который уменьшает рабочую полосу пропускания робота, вызывает резонанс и создает эффект люфта [9,10]. В результате гармонические приводы не работают как чистые усилители крутящего момента [11,12], так что их отклик скорости разомкнутого контура не только загрязнен вибрациями, но и непредсказуемыми скачками скорости после резонансных областей [9].Наконец, гармонические приводы ограничены передаточными числами ниже 1: 320 [13] по конструкции и неэффективны в низкотемпературных средах, таких как космос [14].

Другими широко используемыми передачами в роботизированных механизмах являются PGT, такие как в Refs. [15–17]. Европейский роботизированный манипулятор использует четырехступенчатый планетарный редуктор с передаточным числом 450: 1 на его шарнирах [16]. Чтобы уменьшить количество деталей и сложность сборки, коронные шестерни разделены между первой и последней двумя ступенями.Точно так же в системе привода марсохода [17] используются трансмиссии, состоящие из трех-пяти ступеней с передаточными числами от 1528: 1 до более 5000: 1. Потребность в повышенном понижении передачи важна во многих космических приложениях, поскольку они работают с высокими крутящими моментами и низкими скоростями. Следовательно, реализация PGT в космических механизмах часто включает многоступенчатые зубчатые передачи, которые охватывают большое количество частей, таких как водила планетарной передачи, подшипники водила и отдельные подшипники планетарной передачи, что не только увеличивает сложность, но и снижает надежность таких механизмов.

Другое недавнее исследование роботизированных приводных систем касалось проблемы оптимизации соединения двигатель / трансмиссия для его наибольшего крутящего момента на инерцию в предположении, что высокие передаточные числа добавляют массу, инерцию и потери на трение [18]. Его результаты показывают, что самый большой двигатель и наименьшая трансмиссия в пределах размера сустава являются оптимальными. Однако этот подход не рассматривает приложения, требующие высоких крутящих моментов при ограниченной допустимой нагрузке, такие как космические роботы.

Другими типами компактных трансмиссий в литературе по робототехнике и управлению движением являются циклоидальные редукторы [19,20] или гибридные комбинации планетарных и циклоидальных передач, известные как редукторы RV. Анализ этих механизмов показал, что, хотя они имеют более высокий КПД по сравнению с гармоническими приводами, они страдают от значительного люфта и больших ошибок передачи [21]. Кроме того, кажется, что в литературе есть пробел, касающийся максимально допустимых передаточных чисел циклоидальных приводов по отношению к их максимальному выходному крутящему моменту.

Таким образом, большинство систем привода, разработанных на сегодняшний день, основаны на коммерческих двигателях, соединенных с редукторными трансмиссиями того или иного типа [22–24], и им не хватает интеграции на системном уровне для двигателя, трансмиссии и совместной конструкции.

В следующей статье рассматривается интеграция конструкции и оптимизация роботизированной системы привода с учетом конструкции двигателя и выходного крутящего момента, конструкции и прочности трансмиссии, передаточного числа, опоры выходного подшипника и конструкции сустава робота.Мы также предлагаем новую дифференциальную планетарную трансмиссию, которая при должной оптимизации способна обеспечивать практически любое передаточное число и которая, согласно обширным исследованиям авторов, никогда не изучалась в контексте разработки роботизированных шарниров. Однако трансмиссии с дифференциальным приводом были первоначально разработаны для автомобильной промышленности для распределения крутящего момента двигателя [25].

Ссылаясь на ранее связанную работу в Refs.[26] и [27], в этой статье рассматривается подробный проект механизма срабатывания JDS и представлена ​​численная оптимизационная модель для его узла двигатель / трансмиссия. Кроме того, изучаются два тематических исследования, показывающих сравнение с обычным гармоническим приводом и планетарной трансмиссией. По сравнению с космическими приводными системами, которые были опубликованы в литературе, например, в статьях. [27–29], предлагаемая конструкция не только компактна, но и более универсальна благодаря своей инновационной конструкции трансмиссии, которая может обеспечивать любое передаточное число от 1: 1 до 5000: 1 с использованием только двух ступеней и стандартных диаметральных шагов.Кроме того, предлагаемый JDS является самоблокирующимся из-за своего высокого передаточного числа и, как таковой, не требует фиксирующего тормоза двигателя при больших передаточных числах, как в Ref. [27] для сохранения положения нагрузки в случае внезапной потери мощности.

Трансмиссия JDS представляет собой двухступенчатую дифференциальную планетарную передачу, схематически изображенную на рис. 2. Входом в этот механизм является солнечная шестерня ( N 2 ), а выходом — коронная шестерня ( N 5 ).Механизм крепится к земле с помощью зубчатого венца первой ступени ( N 1 ). Две планеты ( N 4 , N 6 ) с обеих ступеней жестко прикреплены и, как таковые, ведут себя как одно твердое тело.

Рис.2

Схематическое изображение дифференциальной планетарной передачи

Рис.2

Схематическое изображение дифференциальной планетарной передачи

Трансмиссия приводится в движение двигателем с внешним ротором, встроенным в солнечную шестерню, как показано на рис.3. Набор цилиндрических поверхностей роликов удерживает радиальное положение планетарной группы, тем самым устраняя необходимость в водиле, планетах, двигателе и опорных подшипниках. Симметрия земля-земля применяется для уравновешивания внутренних моментов рыскания, которые в противном случае действовали бы на планеты из-за пары момента земля-выход.

Рис.3

Принципиальная схема привода

Рис.3

Принципиальная схема привода

Ключ к преимуществу этой концепции в высоком крутящем моменте описан на схемах свободного тела планетарной муфты ( N 4 , N 6 ), показанных на рис.4. Для простоты шестерни представлены их шаговыми диаметрами (PD), где D 1 , D 2 , D 4 , D 5 и D 6 обозначают шаговые диаметры шлифованной коронной шестерни, солнечной шестерни первой ступени, планетарной передачи первой ступени, кольцевой шестерни второй ступени и планетарной передачи второй ступени соответственно, а T в и T из являются входными и выходные моменты механизма.

Рис.4

Схема свободного тела трансмиссии исполнительного механизма

Рис.4

Схема свободного тела трансмиссии привода

В состоянии равновесия сумма моментов, действующих вокруг мгновенной оси вращения, дает преимущество крутящего момента механизма как

Tout = 2D4D5D2 (D4-D6) Tin

(1)

Уравнение (1) показывает, что выходной крутящий момент обратно пропорционален разности диаметров шага планет ( D 4 D 6 ), так что передаточное число в основном определяется шестернями планет и довольно независимо от размера трансмиссии.Это связано с тем, что входная сила двигателя действует на моментный рычаг D 4 , тогда как выходная сила действует на гораздо меньший моментный рычаг, эквивалентный (D 4 D 6 ) / 2 . В результате этого отношения можно регулировать диаметры шага планет для получения очень высоких передаточных чисел без необходимости добавления дополнительных ступеней. Количество зубьев шестерни, соответствующее таким высоким передаточным числам, обосновано более подробно в гл.2.2 численными методами. Кроме того, как было показано в [5]. [30], что передаточное число привода значительно влияет на величину и распределение кинетической энергии внутри роботов-манипуляторов и может улучшить их пространственную точность за счет уменьшения воздействия их сил инерции. Это еще раз подтверждает важность разработки роботизированных соединений, которые способны создавать большие диапазоны передаточных чисел по своей конструкции.

Другой ключевой характеристикой этой концепции является использование структурной симметрии для уравновешивания внутренних нагрузок внутри трансмиссии, что в противном случае потребовало бы дополнительных несущих опор и компонентов.Схема свободного тела, показанная на рис. 4, показывает, что силы, действующие на сборку планет, лежат в двух разных плоскостях. Это создает момент рыскания, который имеет тенденцию искажать параллельность и перпендикулярность планет по отношению к их плоскости вращения.

Чтобы противодействовать этому моменту рыскания, выходной каскад помещается между двумя симметричными наземными каскадами таким образом, чтобы выходные планеты находились в состоянии равновесия нагрузки двойного сдвига, как показано на рис.5.

Рис.5

Схема свободного тела планет ввода / вывода при балансировке нагрузки

Рис.5

Схема свободного тела планет ввода / вывода при балансировке нагрузки

Кроме того, эта новая конфигурация позволяет жестко закрепить выход между двумя наземными конструкциями с помощью сдвоенных подшипниковых узлов (например,g., спина к спине, тандем, лицом к лицу) для получения жесткого выхода JDS при всех типах нагрузок. Поперечные силы реакции опоры на землю обеспечивают поддержку против осевых и радиальных нагрузок, как показано на рис. 6.

Рис. 6

Конструкция опоры подшипника выхода JDS

Рис. 6

Конструкция опоры подшипника выхода JDS

JDS соединяется с использованием компонентов двойного назначения, чтобы упростить его сборку и уменьшить количество деталей.Компоненты двойного назначения состоят из цилиндрических поверхностей роликов, прилегающих к компонентам зубчатой ​​передачи. Эти поверхности размещают планетарный блок в радиальном направлении, тем самым устраняя необходимость в обычных водилах планетарной передачи и соответствующих подшипниках, а также сохраняя воздушный зазор между статором и ротором (см. Рис. 3). Поверхности роликов имеют диаметр качения, равный диаметру прилегающей шестерни, чтобы синхронизировать тягу шестерни и движение качения, как показано на рис. 7.

Рис.7

Рис.7

Кроме того, планетарный блок удерживается в осевом направлении за счет упора между плоской поверхностью роликов и коронками зубьев коронной шестерни. Это связано с тем, что диаметр планетарного ролика в радиальном направлении больше меньшего диаметра коронной шестерни. В этой конфигурации действие зубьев шестерни и функции опоры подшипника интегрированы друг с другом, что приводит к очень компактной конструкции JDS.Двигатель состоит из внешнего магнитного ротора и полой пластины статора. Ротор встроен в солнечную шестерню, в то время как статор прикреплен к заземленному компоненту, как показано на рис. 3. В концепции воздушный зазор между статором и ротором поддерживается теми же поверхностями роликов, которые радиально устанавливают и выравнивают оставшиеся планетарный кластер.

Учитывая важность плотности крутящего момента (крутящий момент на вес) в системе совместного привода робота, было проведено исследование численной оптимизации аналитической модели для оценки плотности крутящего момента в диапазоне значений параметров шестерни.Традиционно проектирование зубчатых колес представляет собой итеративный процесс, однако в этой статье мы компьютеризируем конструкцию, решив все решения этой конструкции, которые находятся в пределах заданного выходного диаметра. Чтобы ограничить объем оптимизации, были сделаны следующие проектные допущения:

  1. (1)

    Диаметр ротора двигателя почти равен диаметру отверстия солнечной шестерни или меньше его.

  2. (2)

    Минимальное количество зубьев на сателлите планетарной передачи составляет 10 (или больше), чтобы избежать подрезки шестерни.

  3. (3)

    Крутящий момент двигателя, усиленный передаточным числом, ниже, чем крутящий момент отказа трансмиссии.

  4. (4)

    Стандартные диаметральные шаги варьируются от 10 до 96 зубцов / дюйм.

Зная, что планеты должны вращаться на одинаковом радиальном расстоянии от центральной оси, обозначенной цифрой K на рис. 2, можно записать следующее соотношение: Признавая тот факт, что средний диаметр равен количеству зубьев на диаметральном шаге (= N / P ), уравнение.(2) можно переписать с точки зрения количества зубьев и диаметрального шага, как показано в следующем уравнении:

N2P1 + N4P1 = N5P2 − N6P2 = 2K

(3) где P 1 и P 2 — диаметральные шаги первой и второй ступеней соответственно, а N 4 и N 6 — количество зубьев планетарной шестерни. , с их значениями в диапазоне от 10 зубьев на шестерню до промежуточного произвольного значения (например,г., 30) с шагом 1 зуб. Кроме того, P 1 и P 2 должны иметь определенные значения шага для использования стандартных зуборезных инструментов. Зная приблизительный диапазон значений для N 4 , N 6 , P 1 и P 2 , уравнение. (2) можно использовать для определения количества зубьев солнечной шестерни и вторичного кольцевого колеса, обозначенного как N 2 и N 5 , как

Параметры, показанные в таблице 1, использовались для заполнения переменных передачи по их возможным комбинациям для радиуса орбиты планет, увеличивающегося с 2 до 5 дюймов с шагом 0.1 дюйм. Допуская изменение радиуса рычага от 1 до 2 дюймов, параметры трансмиссии учитываются не только для разного количества зубьев, но и для физического диаметра трансмиссии.

Таблица 1

Границы параметров оптимизации

K = 1: 0,1: 3
N 4 = 10: 1: 30
N 6 = 10: 1: 30
P 1 = 5: 1: 96
P 2 = 5: 1: 96
К = 1: 0.1: 3
N 4 = 10: 1: 30
N 6 = 10: 1: 30
P 1 = 5: 1: 96
P 2 = 5: 1: 96
Используя поиск с исчерпывающим вычислением, в котором исключаются конфигурации передачи, которые имеют нецелые значения для N 2 и N 5 , мы получили приблизительно 2.5 × 10 6 решений с соотношением от −5000: 1 до +5000: 1. Для каждой из этих конфигураций передаточное число решается с использованием следующего уравнения:

ToutTin = 1 + N1N21 − N1N6N4N5

(7) Поскольку геометрию зубьев можно извлечь из диаметральных шагов и количества зубьев, можно выполнить анализ прочности на каждой конфигурации передачи во время вычислительного цикла. Статический анализ сил показывает, что планеты являются самыми слабыми компонентами трансмиссии и поэтому ограничивают максимальный выходной крутящий момент JDS.В частности, механическая мощность передается по трем точкам сетки, как показано на рис. 8.

Рис.8

Точки сетки передачи JDS

Рис.8

Точки сетки передачи JDS

Линейные скорости (скорость прохождения зубьев) и силы передачи в точках сетки задаются как

Используя скорости и силы по тангажу, можно получить динамические коэффициенты и соответствующие силы разрушения для всех возможных конфигураций трансмиссии.Для этого планетарные напряжения рассчитываются с использованием критериев рейтинга передач Американской ассоциации производителей зубчатых колес (AGMA), включающих геометрические, материальные, монтажные и надежные факторы, связанные с каждой передачей. Выходные силы, которые могут вызвать разрушение в трех точках сетки, рассчитываются с использованием контактных и изгибающих напряжений (см. AGMA 2001-DO4). Другие оставшиеся факторы, такие как перегрузка, монтаж, надежность и твердость поверхности, выбираются в соответствии с процессом изготовления / сборки.Наконец, вычислительный алгоритм возвращает матрицу, в которой каждая строка соответствует одной конфигурации этой конфигурации, а столбцы — ее соответствующие параметры. Репрезентативная выборка решений представлена ​​в таблице 2.

Таблица 2

Формат решений для конфигураций JDS

9044 9044 2
Передаточное число Макс.диаметр двигателя (дюймы) Планета 1 PD (дюймы) Планета 2 PD (дюймы) Кольцо 1 PD (дюймы) Кольцо 2 PD (дюймы) Диаметральный шаг ступени 1 Диаметральный шаг ступени 2 Солнечные зубья Зубья планетарной передачи 1 Зубья 1 кольца Планета 2 зуба Кольцо 2 зуба Предел крутящего момента (фунт- дюйм) Расчетная масса (фунты)
−4709.78 1,14 0,66 0,66 2,66 2,66 41 44 55 27 109 29 117 29 9044 117 1,13 0,67 0,68 2,67 2,68 43 40 57 29 115 27 107 501.66 2,16
9044 9044 2
Передаточное число Макс.диаметр двигателя (дюйм) Планета 1 PD (дюйм) Планета 2 PD (дюйм) Кольцо 1 PD (дюйм) Кольцо 2 PD (дюймы) Диаметральный шаг ступени 1 Диаметральный шаг ступени 2 Солнечные зубья Зубья планетарной передачи 1 Кольцо 1 зубья Планета 2 зуба Кольцо 2 зуба Предел крутящего момента (фунт-дюйм) Расчетный вес (фунты)
−4709.78 1,14 0,66 0,66 2,66 2,66 41 44 55 27 109 29 117 29 9044 117 1,13 0,67 0,68 2,67 2,68 43 40 57 29 115 27 107 501.66 2,16

Плотность крутящего момента JDS рассчитывается на основе крутящего момента при отказе и расчетного веса шестерен и двигателя. На рисунке 9 показано соотношение между передаточным числом и плотностью крутящего момента JDS. Каждая точка представляет одну конфигурацию JDS. Отрицательные отношения указывают на обратное направление между входными / выходными движениями трансмиссии.

Рис.9

Передаточное отношение трансмиссии в зависимости от плотности крутящего момента JDS

Рис.9

Передаточное отношение трансмиссии в зависимости от плотности крутящего момента JDS

Поскольку взаимосвязь между передаточным числом и плотностью крутящего момента ограничивается способностью двигателя выдавать достаточный крутящий момент при определенном передаточном числе, решения JDS затем были отфильтрованы с использованием диаметра двигателя (взятого из диаметра отверстия солнечной шестерни) по требуемому двигателю. крутящий момент (крутящий момент отказа JDS в зависимости от передаточного числа).Этот процесс исключает конфигурации JDS с двигателями большего и меньшего размера и оставляет около 460 решений из возможных 2,5 × 10 6 . Эти конфигурации показаны на рис. 10. Классификация двигателей по размерам была оценена в соответствии с данными, предоставленными BEI KIMCO Magnetics, Inc (Сан-Диего, Калифорния). 2

Рис. 10

Диаметр двигателя в зависимости от плотности крутящего момента JDS

Рис.10

Диаметр двигателя в зависимости от плотности крутящего момента JDS

После анализа данных была выбрана одна комбинация приводов с максимально возможной плотностью крутящего момента с диаметром JDS 4,5 дюйма с учетом технологичности системы и использования стандартных компонентов подшипников. Эти характеристики перечислены в Таблице 3. Из Таблицы 3 видно, что только небольшие различия в диаметрах шага планет (17.65 мм, 17,57 мм) достаточно для получения высокого передаточного числа (1: 900). Для соответствия этим спецификациям было разработано несколько концепций дизайна с использованием, по возможности, стандартных механических компонентов. В предварительной концепции, показанной на рис. 11, шестерня с меньшей шириной торца размещается на более длинном плече момента, чтобы уравновесить момент рыскания, как показано на рис. 4.

Рис. 11

Предварительная концепция конструкции

Рис.11

Эскизная концепция проекта

3,468 кг )
Передаточное число 900: 1
Длина 57 мм (2,21 дюйма)
Диаметр 120 мм (4,72 дюйма)
Вес
Число зубьев основной планетарной передачи 12
Число зубьев ведомой планетарной передачи 11
Число зубцов солнечной шестерни 38
Число зубьев ведомой шестерни 62445
Число зубьев вторичной коронной шестерни 57
Диаметр 1 ступени AGMA 18 зубьев / дюйм
2 ступень Диаметр диаметра AGMA 16 зубцов / дюйм
обе ступени 36.83 мм (1,450 дюйма)
Диаметр шага солнечной шестерни 55,95 мм (2,202 дюйма)
Диаметр шага планетарной передачи 17,65 мм (0,694 дюйма)
Диаметр шага выходной планетарной передачи 17,57 мм (0,691 дюйма)
Шаг шлифовального кольца 91,31 мм (3,594 дюйма)
Шаг шагового диаметра выходного кольца 91,25 мм (3,592 дюйма)
Номинальный крутящий момент 271 Н · м (2998 .5 фунт-дюймов)
9044 Число зубьев шлифованной коронной шестерни
Передаточное число 900: 1
Длина 57 мм (2,21 дюйма)
Диаметр 120 мм (4,72 дюйма) 9044 Вес 1,80 кг (3,968 фунта)
Число зубьев основной планетарной передачи 12
Число зубцов выходной планетарной передачи 11
Число зубцов солнечной шестерни 38
62
Число зубьев вторичной коронной шестерни 57
Диаметр 1 ступени AGMA 18 зубьев / дюйм
2 ступень Диаметр диаметра AGMA 16 зубьев / дюйм
Межосевое расстояние для обеих ступеней 36.83 мм (1,450 дюйма)
Диаметр шага солнечной шестерни 55,95 мм (2,202 дюйма)
Диаметр шага планетарной передачи 17,65 мм (0,694 дюйма)
Диаметр шага выходной планетарной передачи 17,57 мм (0,691 дюйма)
Шаг шлифовального кольца 91,31 мм (3,594 дюйма)
Шаг шагового диаметра выходного кольца 91,25 мм (3,592 дюйма)
Номинальный крутящий момент 271 Н · м (2998 .5 фунт-дюймов)

Следует отметить, что в двух ступенях используются несколько разные нормальные диаметральные шаги, так что рабочие диаметры шага планетарных и коронных шестерен почти, но не в точности равны при высоких передаточных числах. Среднее передаточное число на один оборот на выходе постоянно, так как оно зависит от количества зубьев на шестернях. Точность изготовления влияет на мгновенную ошибку передаточного числа, обычно известную как кинематическая ошибка, которая отвечает за шум и вибрации в коробке передач, и выходит за рамки данной статьи.

Была установлена ​​матрица проектирования между различными концепциями с учетом прочности конструкции и рассеивания тепла, производственных допусков и центровки блока планетарных шестерен. Конечный элемент прочности и термический анализ были выполнены на механизме, чтобы гарантировать производительность в соответствии со спецификациями, изложенными в таблице 3. Окончательная модель автоматизированного проектирования представлена ​​на рисунке 12.Некоторые из основных проблем проектирования, с которыми сталкивается эта концепция, — это точность выравнивания «земля-земля» и рассеивание тепла двигателем. Результаты анализа методом конечных элементов (FEA) подтвердили аналитические прочностные и тепловые модели, а также подтвердили допустимый крутящий момент трансмиссии и теплоотдачу двигателя. Пластиковый макет был разработан с использованием технологии аддитивного производства, чтобы получить практическое представление о конструкции JDS, а инженерная модель показана на рис. 13. Макет успешно подтвердил передаточное число и предоставил практическую обратную связь по конструкции при эксплуатации и сборке механизма до его установки. разработка дорогостоящего металлического варианта системы.

Рис. 12

(вверху) Поперечный разрез системы главной передачи; и (внизу) визуализированная трехмерная фигура конструкции

Рис. 12

(вверху) Поперечное сечение системы главной передачи; и (внизу) трехмерная фигура дизайна

Рис. 13

Пластиковый макет трансмиссии JDS (без крышки / мотора)

Рис.13

Пластиковый макет трансмиссии JDS (без крышки / мотора)

В JDS используется конструкция с двойным заземлением, чтобы удерживать выходное звено через взаимно встречный подшипник. Таким образом, в конструкции используются два тонких угловых шарикоподшипника (толщиной 1/4 дюйма), которые находятся на расстоянии 1,35 дюйма друг от друга, чтобы эффективно выдерживать изгибающие моменты до 847,4 Н · м при статическом коэффициенте безопасности 1,

.

Анализ напряжения скручивания был проведен на центральном валу, который несет половину выходной нагрузки, эквивалентной 135.1 Н · м. Исследование показало максимальное напряжение сдвига 64 МПа в зависимости от геометрии вала (внешний диаметр = 0,9 дюйма, внутренний диаметр = 0,5 дюйма), что эквивалентно коэффициенту безопасности 3,1 для алюминия 6061. Соответствующие результаты FEA показаны на рис. 14. Благодаря конструкции с двойным сдвигом выходной крутящий момент равномерно распределяется между наземными ступенями, что приводит к низким напряжениям во всей удерживающей конструкции.

Рис. 14

Результаты метода конечных элементов распределения напряжений на опорной конструкции трансмиссии

Рис.14

Результаты метода конечных элементов распределения напряжений на опорной конструкции трансмиссии

Другой анализ методом конечных элементов был разработан для оценки прочности шестерен планет, которые являются самыми слабыми компонентами трансмиссии, как показано на рис. 15.

Рис. 15

Результаты распределения напряжений на шестерне планет

Рис.15

Результаты распределения напряжений на шестерне планет

По результатам FEA наибольшие напряжения регистрируются в точках контакта и около корней зубьев шестерни. Максимальное расчетное напряжение составляет около 250 МПа. Это дает коэффициент безопасности 1,52 для легированной стали 4150, подвергнутой закалке и отпуску до RC 57-61.

Адаптация исполнительного механизма к плоской роботизированной руке изображена на рис.16. В дополнение к компактным размерам и большому выходному крутящему моменту, цельная конструкция привода поддерживает как одинарные, так и двойные срезные звенья на выходном и заземляющем элементах, соответственно. При установке на звено с двойным срезом жесткость соединения на кручение увеличивается, поскольку он действует параллельно центральному валу. Кроме того, вся электроника обратной связи и связи интегрирована и размещена в сборке JDS.

Рис.16

Трехмерная визуализация предлагаемой концепции руки

Рис. 16

Трехмерная визуализация предлагаемой концепции руки

Роботизированная рука, показанная на рис. 17, обладает как высокой удельной нагрузкой, так и очень компактным профилем, что позволяет руке исключительно хорошо работать в мобильных приложениях развертывания. Ключевой технологией, позволяющей использовать стрелу, является ее компактная исполнительная система, которая способна обеспечивать высокие крутящие моменты и обеспечивать жесткую конструкцию соединения, позволяя руке манипулировать тяжелыми грузами с ловкостью и точностью.

Рис. 17

Концепция серийной роботизированной руки, показанная в сложенном и выдвинутом положениях

Рис. 17

Концепция серийной роботизированной руки, показанная в сложенном и выдвинутом положениях

Универсальный характер предлагаемой конструкции облегчает разработку модульных систем с высокой полезной нагрузкой, которые можно реконфигурировать и адаптировать к текущей задаче.Все эти JDS могут иметь одинаковый компактный стандартный размер, но каждый, в зависимости от передаточного числа, может обеспечивать разную производительность. Этот подход может улучшить современные манипуляции, введя различные модульные соединения, которые можно заменить для различных задач, таких как медленное и точное манипулирование тяжелыми объектами или перемещение более легких объектов со скоростью и маневренностью.

Аналогичным образом, концепция привода JDS может быть полезна при разработке медицинских устройств, таких как протез локтя / руки верхней конечности, как показано на рис.18. В полностью пластиковом или гибридном сочетании пластик-металл JDS может обеспечить эффективный источник легкого срабатывания с батарейным питанием для таких устройств.

Рис.18

Компактная концепция протеза локтя / руки

Рис.18

Компактная концепция протеза локтя / руки

Для оценки жизнеспособности этой технологии в космических приложениях был проведен сравнительный анализ с летным приводом, поставляемым лабораторией реактивного движения НАСА.Стандартный полетный привод содержит двигатель в сборе, соединенный с многоступенчатой ​​планетарной зубчатой ​​передачей, через которую механическая энергия передается между ступенями через кронштейн рычага, как показано на рис. 19.

Рис. 19

Модель трансмиссии традиционной системы пространственного привода с зубчатыми колесами

Рис. 19

Модель трансмиссии традиционной системы пространственного привода с зубчатыми колесами

Из-за такой конструкции передаточное число (на ступень) пропорционально радиусу рычага водила по радиусу шага солнечной шестерни.Это накладывает ограничения на радиус шага солнечной шестерни и приводит к подрезанию солнечной шестерни, когда передаточное число превышает 8: 1 на ступень. В результате этого ограничения эта компоновка требует нескольких ступеней для достижения высоких соотношений, что приводит к длинным, громоздким и сложным сборкам с большим количеством деталей и большим весом. На рисунке 20 показано сравнение аппаратной архитектуры стандартного полетного актуатора и предлагаемой концепции конструкции.

Рис.20

Обычная трансмиссия космического робота

Рис.20

Обычная трансмиссия космического робота

Очевидно, что предлагаемая конструкция JDS может значительно сократить количество частей системы совместного привода обычного робота, что приведет к созданию более компактных и надежных космических систем. Уменьшение количества деталей тесно связано с повышением надежности и снижением риска отказа, что имеет первостепенное значение в космических полетах.Подробное сравнение показано в Таблице 4.

Таблица 4 Сравнение

JDS с приводом из научной лаборатории Mars

Метрика для сравнения Предлагаемый JDS Стандартный полетный привод Привод A338 (Mars Science Laboratory)
Диаметр 120 мм
Длина 57 мм 152 мм
Общее количество деталей 14 70
Количество подвижных частей 6 32
Номинальный КПД 95% a 95–99%
Номинальный крутящий момент 271 Н · м a 165 Н · м
Номинальная скорость 2.5 об / мин a 1,1 об / мин
9044 мм 9044 мм
Метрическая система сравнения Предлагаемый JDS Стандартный полетный привод A338 Привод (Mars Science Laboratory)
9044
Длина 57 мм 152 мм
Общее количество деталей 14 70
Количество подвижных частей 6 32 –95% a 95–99%
Номинальный крутящий момент 271 Н · м a 165 Н · м
Номинальная скорость 2.5 об / мин a 1,1 об / мин

Сравнительный анализ JDS и гармонических приводов зависит от требований приложения, поскольку гармоники — это единственные передачи с сильно нелинейными жесткостью и трением. Чтобы проиллюстрировать некоторые из основных различий, одна конфигурация JDS сравнивается с гармонической передачей размером 25 с аналогичным выходным крутящим моментом, как показано в таблице 5.Ясно, что трансмиссия Harmonic Drive превосходит конструкцию JDS во многих категориях, таких как количество деталей и объемная плотность крутящего момента, а также люфт. Однако гармонический привод демонстрирует гораздо большее рассеивание трения по сравнению с JDS из-за его механизма скользящей сетки и ограничивается передаточными числами ниже 1: 320 в основном из-за того, что его передаточное число определяется углом клина профиля его зуба. которое становится слишком узким выше этого отношения. С другой стороны, трансмиссия HD имеет нулевой люфт между валом двигателя и звеном робота, тогда как люфт в JDS в значительной степени определяется классом передач AGMA.Увеличение класса шестерни ужесточает допуски и уменьшает люфт, но не устраняет его.

Таблица 5 Сравнение

JDS с системой привода, в которой используется передача с гармоническим приводом

Метрика для сравнения Предлагаемый JDS Размер 25 передачи с гармоническим приводом (серии CSF, SHF и SHD)
Диаметр 120 мм 107 мм
Длина 57 мм 52 мм
Общее количество деталей 14 5
Количество подвижных частей 6 6 6
Номинальный КПД 90–95% 67–70%
Номинальный крутящий момент 177 Н · м 178 Н · м
Номинальная частота вращения 2 об / мин
Передаточное число 1: 2116 1: 160
Требуемый крутящий момент двигателя (без потерь на трение) 0.08 Н · м 1,11 Н · м
9044 9044 Диаметр 9044 мм 9044 9044 Номинальный КПД
Метрическая система для сравнения Предлагаемый JDS Размер передачи гармонического привода 25 (серии CSF, SHF и SHD)
107 мм
Длина 57 мм 52 мм
Общее количество деталей 14 5
Количество подвижных частей 6 90–95% 67–70%
Номинальный крутящий момент 177 Н · м 178 Н · м
Номинальная скорость 2 об / мин
Передаточное число 1: 2116 1: 160
Требуемый крутящий момент двигателя (без потерь на трение) 0.08 Н · м 1,11 Н · м

В случае космического применения, в котором скорость и динамические эффекты менее значительны по сравнению со статическим крутящим моментом, поскольку космические роботы движутся с низкой скоростью, интегрированная концепция JDS может привести к созданию более компактной и более эффективной системы привода по сравнению с системой привода космического робота, которая использует передачу с гармоническим приводом. Это связано с тем, что высокое передаточное число трансмиссии JDS снижает требования к максимальному крутящему моменту двигателя, тем самым позволяя использовать двигатель меньшего размера, который занимает меньше места, потребляет меньше тока и выделяет меньше тепла по сравнению с двигателем. управление трансмиссией с гармонической передачей.Кроме того, поскольку конструкция JDS может поддерживать высокие передаточные числа, она не допускает движения задним ходом и не требует фиксирующего тормоза на валу двигателя при больших передаточных числах, как в случае большинства аппаратных средств космического привода. Кроме того, жесткость JDS, вероятно, будет выше, чем у гармонического привода из-за его жестких компонентов зубчатой ​​передачи, в отличие от гибкости гармонического привода. Увеличить жесткость JDS и плотность крутящего момента можно, добавив больше планет в сборку JDS. Это стало возможным благодаря его конструкции без носителя, которая ослабляет кинематические ограничения на механизм, чтобы принимать больше планет.Наконец, концепция JDS — это попытка численно оптимизировать систему привода робота, которая состоит из двигателя, трансмиссии и несущей конструкции, тогда как гармонические приводы являются дискретными элементами передачи.

Gears — робототехника

Шестерни используются для передачи движения. Они сильно различаются по конфигурации и используются для самых разных целей. Основная предпосылка заключается в том, что входная шестерня (ведомая шестерня) имеет заданное количество зубцов, а выходная шестерня — заданное количество зубцов.Соотношение между этими двумя шестернями можно использовать для определения крутящего момента и скорости ведомой шестерни, если известен входной сигнал ведомой шестерни.

Зависимость крутящего момента от скорости

Скорость и крутящий момент обратно пропорциональны. Радиус шестерни прямо пропорционален ее крутящему моменту.

Скорость = ( Входная шестерня / Выходная шестерня ) * Входная скорость
Крутящий момент = ( Выходная шестерня / Входная шестерня ) * Входной крутящий момент 7 9507 9507 9507 9507 Крутящий момент = a * Радиус шестерни
Крутящаяся шестерня 1 / Радиусная шестерня 1 = Крутящаяся шестерня 2 / Радиусная шестерня 2

Пример

Пример будет иметь большое значение.Если бы к цилиндрической шестерне с 10 зубьями был прикреплен двигатель, который вращается со скоростью 100 об / мин с крутящим моментом 1 дюйм / фунт и радиусом 1 дюйм. И вы соединяете прямозубую шестерню с 20 зубьями с шестерней с 10 зубьями. Выходная мощность 20-зубной шестерни будет 50 об / мин при 2 дюймах на фунт. крутящего момента и 2 по радиусу.

Скорость : (10/20) * 100 = 50 об / мин
Крутящий момент : (20/10) * 1 = 2 дюйма / фунт
Радиус : (2 * 1) / 1 = 2 дюйма

прямозубые цилиндрические шестерни

Самыми распространенными и простыми зубчатыми колесами являются цилиндрические зубчатые колеса.Шестерни «с прямой резкой» используются для передачи вращательной силы (скорости и крутящего момента) на другую шестерню или рейку (плоская шестерня). Цилиндрические зубчатые колеса бывают разных материалов, с различными ступицами и шагами. Ступицы — это центральная часть шестерни, используемая для крепления шестерни к валу. Диаметральный шаг — это количество зубьев на дюйм для шестерни. Это легко визуализировать с помощью реечной передачи, представленной ниже. Если бы шаг был 24, то в 1 дюйме было бы 24 зуба рейки (если он не был метрическим, тогда 24 зуба на сантиметр).

Планетарные передачи

Планетарные или планетарные шестерни состоят из кольцевой шестерни, одной или нескольких внешних шестерен (планетарных шестерен), вращающихся вокруг центральной шестерни (солнечной шестерни). Обычно зубчатый венец крепится к рычагу или приводу. Но любая из трех шестерен может быть неподвижной, что позволяет использовать множество различных конфигураций. Основное преимущество этого механизма передачи — высокие передаточные числа при небольшом пространстве по сравнению со стандартными цилиндрическими зубчатыми колесами.

Коническая шестерня

Конические зубчатые колеса очень похожи на прямозубые, за исключением того, что они предназначены для передачи вращения на 90 градусов.Конические шестерни облегчают переход на 90 градусов, но для этого требуется прочная коробка передач. Скорость и крутящий момент в конической шестерне обрабатываются так же, как и в прямозубой шестерне.

Червячная передача

Червячные передачи также используются для передачи вращательного усилия через 90-градусный переход. Червячные передачи не имеют заднего хода. Это означает, что независимо от того, какое усилие приложено к большой прямозубой шестерне, ведомая червячная передача не будет двигаться. Червячные передачи, как правило, имеют очень высокое соотношение между входом и выходом.Ведомая шестерня представляет собой спираль, которая перемещает ведомую шестерню на 1 зуб за каждый оборот ведущей. Если бы выходная шестерня имела 30 зубьев, то передаточное отношение было бы 30: 1. Вы можете использовать это передаточное отношение в уравнениях крутящего момента и скорости в секции прямозубой шестерни.

Ходовые винты

Ходовые винты — это в основном длинный винт с гайкой, используемый для линейного перемещения. Ходовой винт обладает большим механическим преимуществом, низким КПД (50%), большой нагрузочной способностью, точным и точным линейным перемещением, и большинство из них не допускает обратного хода.Высокое трение обычно требует смазки и имеет тенденцию к перегреву или выходу из строя при длительном непрерывном движении.

Шарико-винтовая передача

Шарико-винтовые пары в основном представляют собой ходовой винт с подшипниками в «гайке», используемый для линейного перемещения. Шарико-винтовая передача обладает большим механическим преимуществом, высоким КПД (90%), большой нагрузочной способностью, точным и точным линейным перемещением, и большинство из них имеют обратный ход. Шарико-винтовые передачи дороже, но обычно окупаются в долгосрочной перспективе благодаря более длительному сроку службы и меньшим затратам на техническое обслуживание.

Промежуточные шестерни

Холостые передачи не влияют на передаточное число. Промежуточные шестерни используются для изменения интервала редукции или изменения направления вращения. Шестерня в центре является промежуточной шестерней и не влияет на соотношение между левой и правой шестерней.

Составные цилиндрические зубчатые колеса

Составные прямозубые цилиндрические шестерни — это просто прямозубые цилиндрические шестерни с двумя наборами зубьев, которые используются для увеличения передаточных чисел. На рисунках ниже изображена компоновка. Чтобы найти передаточное число, вам нужно будет найти передаточные числа между двумя цилиндрическими зубчатыми колесами и умножить их.Зеленая шестеренка представляет собой составную шестерню.

от 10 зубьев до 40 зубьев = 1/4 скорости

Затем от 10 зубьев до 40 зубьев снова = 1/4 скорости

Конечное соотношение: 1/4 x 1/4 = 1/8 x скорость

А или 8/1 x крутящий момент

Как указать редукторы для систем управления движением

Редукторы можно использовать для точной настройки рабочих характеристик оси движения. Чаще всего они считаются умножителями крутящего момента, но на самом деле они выполняют несколько других функций, включая согласование скорости, уменьшение инерции и увеличение разрешения.Правильный выбор редуктора для серводвигателя или шагового двигателя включает в себя учет параметров машины, требований к применению, условий окружающей среды, механических факторов и, конечно же, бюджета. Здесь мы рассмотрим процесс определения размеров и выбора коробки передач для сервопривода или шаговой системы с прицелом на достижение требуемой производительности по цене, которая не обойдется вам дорого.

Зачем нужны редукторы?

Зубчатая передача может играть несколько ролей в системах движения.Давайте начнем с рассмотрения передаточного числа G, , которое определяется как:

G = D 2 / D 1

Если мы прикрепим двигатель с крутящим моментом t 1 и входной скоростью w 1 , выход коробки передач будет

т 2 = т 1 G

w 2 = w 1 / N

Другими словами, коробка передач действует как мультипликатор крутящего момента и редуктор скорости.Умножение крутящего момента позволяет управлять системой с гораздо меньшим двигателем, экономя деньги и пространство.

Для некоторых приложений роль редуктора как редуктора так же важна, как и его функция как мультипликатор крутящего момента. Например, рост кристаллов требует постепенного подъема були из барабана, в котором находится расплав. Чтобы кристалл оставался как можно более круглым, гладким и однородным, всю сборку нужно вращать очень постепенно, со скоростью 15 ° в час.

Сервосистема обеспечивает жесткий контроль угловой скорости, но серводвигатели обычно не работают должным образом и не генерируют большой крутящий момент на низких скоростях. Добавление коробки передач позволяет серводвигателю работать с оптимальной скоростью с точки зрения управления, при этом создавая скромный крутящий момент, который увеличивается до требуемых уровней за счет передаточного числа.

Коробки передач

также очень полезны для согласования по инерции. Недостаточно, чтобы двигатель запускал нагрузку; ему также необходимо контролировать и замедлять его.Если инерция нагрузки будет намного выше, чем у двигателя, ось не сможет позиционировать нагрузку в нужном месте и в требуемое время, что снизит производительность. Здесь может помочь коробка передач.

Увеличивая крутящий момент двигателя, редуктор также эффективно увеличивает способность двигателя управлять нагрузкой. Инерция, отраженная от нагрузки, J R , масштабируется передаточным числом как:

Дж R = Дж L / G 2 + J G

, где J G — инерция коробки передач.

Коробка передач масштабирует отраженную инерцию пропорционально квадрату передаточного числа. Это свойство позволяет двигателю меньшего размера эффективно управлять большей нагрузкой. Такой подход позволяет сэкономить деньги, уменьшить размер и повысить производительность. Однако важно помнить, что коробка передач действительно способствует общей инерции.

Передаточное число также увеличивает разрешающую способность шагового двигателя. «Шаги уменьшаются непосредственно за счет передаточного числа редукторов», — говорит Брайен Ширей, технический директор CGI Gear (Карсон-Сити, Невада).«У вас гораздо более высокое разрешение на выходном валу редуктора».

Еще одно менее ценное преимущество редукторов заключается в том, что они могут снизить шум при работе в сервосистемах. «Существует заблуждение, что сервоприводы громкие», — говорит Джо Шнайдер, руководитель группы разработки приложений в Виттенштейне (Бартлетт, Иллинойс). «Однако двигатель сам создает много шума. Вы начинаете слышать шум намотки, особенно когда он работает с более высокой загрузкой. Если коробка передач правильного размера, шум снижается, потому что вы не так сильно работаете с двигателем.Коробка передач делает свою работу ».

Коробки передач

действительно требуют компромиссов. Они увеличивают размер и вес системы, хотя это в некоторой степени может быть компенсировано соответствующим уменьшением размера двигателя. Они увеличивают стоимость, хотя комбинация двигатель / коробка передач может быть дешевле, чем двигатель большего размера. В любом случае коробки передач усложняют систему и усложняют ее. Они увеличивают количество задач по обслуживанию и мониторингу. Последних проблем можно в значительной степени избежать, правильно указав редуктор для приложения.Давайте посмотрим, как это сделать.

Требования к приложению

Для определения коробки передач для системы управления движением требуется гораздо больше, чем просто данные о крутящем моменте или скорости. Прежде чем искать в Интернете или поднимать телефонную трубку, чтобы позвонить поставщику, составьте подробное описание приложения с как можно большим количеством технической информации.

Ключевые параметры включают:

  • Инерция нагрузки: Воспользуйтесь навыками вашего поставщика.Большинство производителей предлагают программное обеспечение для калибровки, некоторые из которых довольно сложные. Работайте с разработчиками приложений, отправляя им изображения вашей системы в САПР и любую другую доступную информацию.
  • Профиль движения: Подробная информация о полном профиле движения, включая время ускорения ( t согласно ), время непрерывной работы ( t продолжение ), время замедления ( t дек ) и время ожидания ( т жилая ).По ним можно определить:
  • Максимальная постоянная скорость (N co n t ): Рассчитайте максимальную непрерывную скорость, необходимую для цикла движения, поскольку она будет использоваться для определения передаточного числа.
  • Рабочий цикл: Это количество времени, затрачиваемого в каждом цикле на перемещение, а не на пребывание в доме. Его можно использовать для определения типа происходящего движения, что поможет определить масштабные коэффициенты, используемые в процессе определения размеров.
  • Компоновка: Хотя большинство приложений могут обслуживаться несколькими типами редукторов, конфигурации и ограниченное пространство для некоторых приложений требуют определенных форм-факторов; например, угловая коробка передач в системе рулевого управления AGV.
  • Экологические проблемы: Сюда входят температура, давление, влажность, загрязнение и т. Д.

Определить крутящий момент

Приведенные выше параметры можно использовать для расчета:

  • Момент ускорения ( T согласно )
  • Крутящий момент при продолжительной работе ( T cont )
  • Момент замедления ( T dec )
  • Задержка крутящего момента ( T Выдержка )

Мы будем использовать эти два набора данных для определения среднего кубического выходного крутящего момента и использовать его для расчета передаточного числа, необходимого для данного приложения.

Коробке передач недостаточно крутящего момента, чтобы управлять нагрузкой. Он также должен соответствовать требованиям к сроку службы приложения. Усталость материала — один из наиболее распространенных видов отказов редукторов. Для коробки передач неправильного размера повторяющиеся нагрузки могут привести к поломке и деформации зубьев или к дефектам подшипников. Оборудование работает неэффективно и преждевременно (а иногда и катастрофически) выходит из строя. Чтобы свести к минимуму эти проблемы, производители используют нагрузочные испытания для определения предела прочности на разрыв (точка разрушения), предела текучести (точка необратимого повреждения) и предела выносливости (максимальное напряжение, которое может применяться в течение неограниченных циклов без повреждения) материала коробки передач.Эти данные составляют основу номинальных характеристик коробки передач.

Определенные условия, такие как интенсивная эксплуатация, высокие ударные нагрузки и экстремальные температуры, могут усилить нагрузку на коробку передач. В результате мощность редукторов снижается при определенных обстоятельствах (например, с учетом эксплуатационного и прикладного факторов). Это происходит чаще для осей с непрерывным режимом работы, чем с системами с прерывистым режимом работы, но этот метод все же иногда применяется.

Размер редуктора для одной оси в простой конфигурации может быть несложным, но для сложных многоосных систем процесс становится трудным в спешке.Здесь мы рассмотрим основы.

Начните с определения рабочего цикла D , чтобы подтвердить, что система работает с перебоями. Мы определяем рабочий цикл как

Движение считается прерывистым, если рабочий цикл меньше 60% и сумма t согласно , t cont , t dec меньше 20 минут. Редукторы для прерывистого режима работы обычно не требуют снижения номинальных характеристик с учетом тепловых факторов, поскольку характер движения «старт-стоп» дает время для рассеивания тепла в каждом цикле.

Движение считается непрерывным, если рабочий цикл составляет 60% или больше. Эти системы необходимо будет снизить, чтобы компенсировать тепловыделение.

Рассчитайте среднеквадратичный выходной крутящий момент (T среднее значение ):

Просмотрите возможные редукторы и найдите тот, который может обеспечить следующие характеристики:

T среднее T nomr

т согласно и т дек т согласно

, где T nomr — номинальный крутящий момент и номинальное ускорение.

Рассчитайте максимально допустимое передаточное число G max , используя

G макс. = N макс. / N продолжение

, где N maxr — максимальная номинальная входная частота вращения для потенциального редуктора.

Мы можем рассчитать среднюю входную скорость N meani и максимальную входную скорость N maxi , используя

N макс. = G N продолжение

Еще раз проверьте, что рабочие скорости и ускорения находятся в пределах номинальных скоростей и ускорений.Кроме того, редукторы для серво / шаговых осей, работающих с непрерывным или прерывистым движением, должны быть снижены на температурный коэффициент K T и / или коэффициент удара K S , как показано в таблице ниже 1 :

Таблица 1: Рекомендации по снижению номинальных значений для непрерывного и прерывистого движения

Непрерывное движение

Прерывистое движение

Коэффициент выбора

K T , K S

К S

Рассчитать

T среднее K T K S

T среднее K S

Подтвердить

T nomr > T среднее K T K S

T nomr > T среднее K S

Предоставлено Parker Bayside

Также важно определить момент останова E и убедиться, что коробка передач может с ним справиться.Немедленная остановка может привести к столкновению зубов и, в худшем случае, к поломке. «Вы должны принять во внимание аварию или аварийную остановку», — говорит Джейсон Хейл, инженер по продажам в Nabtesco Motion Control (Фармингтон-Хиллз, Мичиган). «Может ли коробка передач справиться с грузом, движущимся со скоростью, с которой вы хотите его переместить, а затем остановиться на копейке? Или это повредит коробку передач? Вам нужно увеличить размер? Пришло время это проверить ».

Убедитесь, что коробка передач может выдерживать возникающие нагрузки.Убедитесь, что операторы понимают, что функция должна использоваться только в аварийной ситуации, а не в качестве механизма остановки во время нормальной работы.

Каковы механические аспекты?

Следующим шагом является проверка механической конструкции, чтобы убедиться, что и двигатель, и коробка передач поддерживаются должным образом. Может возникнуть соблазн установить двигатель на редуктор вместо того, чтобы изолировать радиальные и осевые нагрузки с помощью внешней опоры подшипника. Это может обеспечить кратковременную экономию, но, скорее всего, приведет к преждевременному выходу из строя редуктора.

В некоторых случаях моментная нагрузка может быть приложена приводом, например ремнем и шкивом или зубчатой ​​рейкой. «В таких случаях на выходной вал редуктора ложится заметная боковая нагрузка», — говорит Шири. «Если вы полагаетесь на подшипники редуктора, чтобы приспособиться к этому, то вам, безусловно, необходимо подобрать редуктор так, чтобы он мог выдерживать эту нагрузку. Это может быть причиной увеличения размера редуктора, даже если для этого не требуется большого крутящего момента ».

Как правило, размеры корпуса двигателя и коробки передач должны быть согласованы.Попытка установить двигатель с рамой 75 на редуктор с рамой 34 приведет к возникновению опасной моментной нагрузки на переднюю поверхность шестерни, особенно с учетом того, что агрегаты обычно крепятся четырьмя болтами.

Учитывать требования к точности

Хотя все приложения различаются, в системах управления движением обычно используются прямозубые, червячные, планетарные шестерни или один из других, более сложных, высокопроизводительных редукторов.

«Для подавляющего большинства наших приложений мы используем серводвигатели или шаговые двигатели», — говорит Уолли Логан, вице-президент по инженерным вопросам компании Motion Solutions (Алиса Вьехо, Калифорния).«Что касается шаговых двигателей, мы обычно сначала используем прямозубый редуктор, а затем, если необходимо, переходим на планетарный. Для сервоприводов мы обычно пойдем другим путем. Обычно мы будем использовать планетарный редуктор, и реже мы можем использовать цилиндрический редуктор. Для приложений очень высокого уровня или для приложений с жесткими ограничениями по упаковке мы иногда используем редукторы с гармоническим приводом ».

Шестерням необходим некоторый конечный зазор между зубьями соответствующих шестерен, чтобы смазка могла проходить между ними.Когда входной вал или шестерня начинают вращаться, фактическое движение выходного вала или шестерни не может происходить до тех пор, пока этот зазор не будет восполнен. В результате каждая стандартная коробка передач имеет некоторый конечный люфт, который является основным фактором потери хода.

Планетарный редуктор в приложениях: крутящий момент, скорость, сила от WITTENSTEIN в Северной Америке на Vimeo.

Величина люфта зависит от профиля зуба, конструкции редуктора и качества изготовления.Прямозубые цилиндрические шестерни, которые являются линейными и контактируют по всей длине зубьев шестерни одновременно, требуют наибольшего зазора и имеют наибольший люфт. Цилиндрические зубчатые колеса, в которых зубья имеют винтовой профиль по длине, так что процесс зацепления более постепенный, демонстрируют более низкий уровень люфта.

Что касается конструкции редукторов, планетарные редукторы обладают очень хорошими характеристиками люфта. Планетарный редуктор состоит из центральной солнечной шестерни, окруженной тремя или более вращающимися «планетарными» шестернями, и все они заключены в кольцевую шестерню (см.Увеличенная площадь контакта повышает устойчивость. Высококачественные планетарные редукторы могут достигать люфта порядка угловых минут. Они очень эффективны и обеспечивают хорошие уровни передачи мощности. Все эти факторы делают их чрезвычайно популярными для использования с сервоприводами, сервоприводами и шаговыми двигателями.

Принципы проектирования планетарных редукторов от WITTENSTEIN в Северной Америке на Vimeo.

Следующая ступенька по лестнице производительности — циклоидальная коробка передач.Циклоидальные редукторы построены вокруг пары расположенных рядом эллиптических пластин, окруженных зубчатым венцом. Пластины вращаются по циклоидальной траектории, попеременно, так что одна из пластин постоянно находится в зацеплении с зубчатым венцом. В результате эти редукторы демонстрируют люфт от 0,3 до 0,5 угл. Мин. При испытании при полной нагрузке.

Циклоидальные редукторы

лучше всего подходят для работы с высокими нагрузками и жесткими требованиями к позиционированию, например, для систем управления спутниковой антенной или индексных столов для роботизированной сварки.Циклоидные редукторы имеют преимущества, особенно в случае индексных столов. Например, червячные передачи настроены на продвижение на заранее определенное количество градусов на индекс, определяемый числом пусков червячной передачи. Конструкция циклоидального редуктора позволяет плавно позиционировать его.

Для высокопроизводительных приложений, требующих высокого крутящего момента в самом маленьком и легком корпусе, Логан указывает на гармонические приводы. «Для их использования определенно требуется немного больше инженеров, особенно если вы собираетесь спроектировать механизм в индивидуальном приложении, а не просто использовать готовую коробку передач», — говорит Логан.«Существуют также редукторы с гармонической передачей, когда у вас есть двигатель с прямым приводом, приводящий в действие редуктор с гармонической передачей, все в одном корпусе. Мы разработали некоторые из них здесь, и они довольно невероятные. Вы можете получить огромный крутящий момент из очень маленького корпуса ». Он указывает на использование проигрывателя виниловых дисков для производства электроники, как пример, сочетающий высокую точность и высокую инерцию.

Обязательно проконсультируйтесь с потенциальными поставщиками, чтобы определить, как они измеряют люфт.Некоторые компании рассчитывают теоретически, в то время как другие проводят тесты, чтобы подтвердить производительность.

План эффективности

Эффективность коробки передач всегда важна в реальных условиях эксплуатации. Неэффективные редукторы рассеивают энергию и выделяют тепло, которое необходимо контролировать. Наиболее распространенные редукторы, используемые для управления движением, перечисленные в порядке увеличения эффективности, — это цилиндрические зубчатые колеса, косозубые зубчатые передачи, червячные передачи и планетарные редукторы (см. Рисунок 1).В частности, КПД червячных редукторов может составлять всего 50%.

Низкая эффективность — это не всегда плохо. В определенных обстоятельствах червячная передача с прямым углом может использоваться в качестве тормоза с отключенным питанием по сниженным ценам. «Прямоугольные червячные передачи являются самоблокирующимися при передаточном числе, скажем, 60: 1, поэтому некоторые люди используют прямоугольные червячные редукторы, потому что, когда машина выключена, коробка передач препятствует вращению вала», — говорит Мэтт Хансон, генеральный директор по промышленным рынкам. в компании Bison Gear & Engineering (г.Чарльз, Иллинойс).

Для приложений с прямым углом, требующих высокой эффективности, обычно требуется гипоидная передача. «В редукторах этих типов используются термообработанные и шлифованные гипоидные передачи (КПД 85%), которые обеспечивают бесшумную и надежную передачу», — добавляет Хансон.

КПД коробки передач варьируется в зависимости от скорости, производство

Рис. 1. В червячном приводе червячная передача (верхняя) вращается для вращения колеса.Червячные передачи эффективны, но имеют тенденцию к низкому КПД.

соотношение и нагрузка. Редуктор, работающий без нагрузки, даст хорошие цифры, но они не будут иметь смысла в реальном контексте. Еще раз не забудьте спросить поставщика, как он измеряет эффективность.

Определите правильный форм-фактор

Производительность важна, но коробка передач должна вписываться в систему. Есть ли ограничения по размеру и весу? Требуются ли для компоновки конкретные конструкции, например, угловые редукторы, а не рядные редукторы? Нужен ли системе фаланговый выход для правильной сборки или он должен быть установлен на валу? Инженеры-конструкторы также имеют широкий выбор редукторов с полым отверстием, доступных в различных стилях, чтобы обеспечить кабели и оптоволоконные кабели.Эти конструкции особенно полезны для робототехники.

Форм-факторы

в первую очередь считаются вопросом удобства, но они также влияют на производительность. Коробка передач с прямым углом не может передавать мощность так же эффективно, как рядная конструкция. В приложениях с высоким крутящим моментом лучше использовать фланцевые крепления. Тем не менее, при тщательной спецификации и установке конструкции для фланцевого и скрытого монтажа могут работать одинаково хорошо.

Не забывайте об охране окружающей среды Системы управления движением

работают в самых разных средах, от чистых комнат до линий розлива сиропа и лесопильных заводов.При выборе коробки передач всегда следует учитывать условия окружающей среды. Редукторы, которые будут работать в гигиенических условиях, вероятно, потребуют кожухов с классом защиты IP и антикоррозионных покрытий. Устройства, предназначенные для чистых помещений, потребуют специальных смазок и уплотнений. Обязательно поднимите эти факторы во время обсуждений с поставщиками.

А как насчет бюджета?

За исключением некоторых аэрокосмических и военных приложений, каждый проект имеет бюджетные реалии.Выбор коробки передач дает еще одну степень свободы для достижения целей производительности при соблюдении бюджета.

Для многих приложений, требующих высокой стоимости, конструкторы выбирают более дешевые версии стандартных редукторов управления перемещением. «Обычно в приложениях с шаговыми двигателями вы обычно рассматриваете стоимость [как первоочередную задачу]», — говорит Логан. «Ограниченный бюджет — это то, почему мы в первую очередь будем использовать шаговый двигатель, чтобы сразу сузить наш выбор до недорогой планетарной коробки передач или недорогой цилиндрической коробки передач.”

Червячные редукторы, как правило, имеют довольно высокие передаточные числа, обеспечивая большое увеличение крутящего момента в довольно небольшом корпусе. Были и другие преимущества. «Червячные редукторы обычно работают довольно тихо», — говорит Логан, указывая на проект строительства кровати пациента для лечебного аппарата. «Мы начали с планетарной коробки передач с относительно высоким передаточным числом. При относительно высоких оборотах мотора, которые нам приходилось работать, коробка передач работала довольно шумно. Мы перешли на червячный редуктор, и шума стало намного меньше.Хотя коробка передач, вероятно, немного менее эффективна, для нас компромисс заключался в меньшем уровне шума от коробки передач с таким же высоким передаточным числом ».

Коробки передач

— важные инструменты в арсенале производителей оригинального оборудования. Их можно использовать в качестве мультипликаторов крутящего момента, редукторов скорости, устройств согласования момента инерции или даже инструментов для увеличения разрешения. При правильном выборе, установке и обслуживании коробка передач может работать без вмешательства в течение десятилетий.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *