Как работает роботизированная коробка передач: Как работает роботизированная коробка передач — ДРАЙВ

Как работает роботизированная коробка передач — ДРАЙВ

Чтобы ответить на этот вопрос, придётся вспомнить устройство обычной механической коробки передач. Основу классической «механики» составляют два вала — первичный (ведущий) и вторичный (ведомый). На первичный вал через механизм сцепления передаётся крутящий момент от двигателя. Со вторичного вала преобразованный момент идёт на ведущие колёса. И на первичный, и на вторичный валы посажены шестерни, попарно находящиеся в зацеплении. Но на первичном шестерни закреплены жёстко, а на вторичном — свободно вращаются. В положении «нейтраль» все вторичные шестерни прокручиваются на валу свободно, то есть крутящий момент на колёса не поступает.

Перед включением передачи водитель выжимает сцепление, отсоединяя первичный вал от двигателя. Затем рычагом КПП через систему тяг на вторичном валу перемещаются специальные устройства — синхронизаторы. При подведении муфта синхронизатора жёстко блокирует на валу вторичную шестерню нужной передачи.

После включения сцепления крутящий момент с заданным коэффициентом начинает передаваться на вторичный вал, а от него — на главную передачу и колёса. Для сокращения общей длины коробки вторичный вал часто делят на два, распределяя ведомые шестерни между ними.

Упрощённая схема работы 5-ступенчатой механической коробки передач.

Принцип действия роботизированных коробок передач абсолютно тот же. Единственное отличие в том, что смыканием/размыканием сцепления и выбором передач в «роботе» занимаются сервоприводы — актуаторы. Чаще всего это шаговый электромотор с редуктором и исполнительным механизмом. Но встречаются и гидравлические актуаторы.

Роботизированная КПП SensoDrive применяется на автомобилях марки Citroen.

Управляет актуаторами электронный блок. По команде на переключение первый сервопривод выжимает сцепление, второй перемещает синхронизаторы, включая нужную передачу. Затем первый плавно отпускает сцепление. Таким образом, педаль сцепления в салоне больше не нужна — при поступлении команды электроника всё сделает сама. В автоматическом режиме команда на смену передачи поступает от компьютера, учитывающего скорость движения, обороты двигателя, данные ESP, ABS и других систем. А в ручном — приказ на переключение отдаёт водитель при помощи селектора КПП или подрулевых лепестков.

Фирма Ricardo на примере «робота» Easytronic от модели Opel Corsa предложила заменить раздельные актуаторы для сцепления и выбора передачи одиночным электромагнитным актуатором. Благодаря этому уменьшились размеры и масса агрегата. И самое главное — механизм выбора передачи стал работать в восемь раз быстрее, а общий период разрыва потока мощности сократился до 0,35 с. Вверху — серийный Easytronic, внизу — рисунок разработки Ricardo.

Проблема «робота» — отсутствие обратной связи по сцеплению. Человек чувствует момент смыкания дисков и может переключить скорость быстро и плавно. А электроника вынуждена перестраховываться: чтобы избежать рывков и сохранить сцепление, «робот» надолго разрывает поток мощности от двигателя к колёсам во время переключения. Получаются дискомфортные провалы на разгоне. Единственный способ достичь комфорта при переключениях — сократить их время. А это, увы, означает рост цены всей конструкции.

Пионером массового использования преселективных коробок стал концерн Volkswagen, использующий DSG (S tronic у Audi) как на переднеприводных, так и на полноприводных моделях с продольно и поперечно установленными двигателями. Аббревиатура DSG (Direct Shift Gearbox — коробка прямого включения) стала нарицательным для коробок с двумя сцеплениями — хотя на самом деле это просто товарный знак.

Революционным решением стала появившаяся в начале 80-х трансмиссия с двумя сцеплениями DCT (dual clutch transmission). Рассмотрим её работу на примере 6-ступенчатой коробки DSG концерна Volkswagen. У коробки два вторичных вала с расположенными на них ведомыми шестернями и синхронизаторами — как у шестиступенчатой «механики» Гольфа. Фокус в том, что первичных валов тоже два: они вставлены друг в друга по принципу матрёшки. Каждый из валов соединяется с двигателем через отдельное многодисковое сцепление. На внешнем первичном валу закреплены шестерни второй, четвёртой и шестой передач, на внутреннем — первой, третьей, пятой и заднего хода. Допустим, автомобиль начинает разгон с места. Включается первая передача (муфта блокирует ведомую шестерню первой передачи). Замыкается первое сцепление, и крутящий момент через внутренний первичный вал передаётся на колёса. Поехали! Но одновременно с включением первой передачи умная электроника прогнозирует последующее включение второй — и блокирует её вторичную шестерню. Именно поэтому такие коробки ещё называют преселективными. Таким образом, включены две передачи сразу, но заклинивания не происходит, — ведущая шестерня второй передачи находится на внешнем валу, сцепление которого пока разомкнуто.

Состояние DSG при движении на первой передаче. Муфтами блокированы шестерни 1-й и 2-й передач.

Когда машина достаточно разгонится и компьютер решит повысить передачу, размыкается первое сцепление и одновременно замыкается второе. Крутящий момент теперь идёт через внешний первичный вал и пару второй передачи. На внутреннем валу уже выбрана третья. При замедлении те же операции происходят в обратном порядке. Переход происходит практически без разрыва потока мощности и с фантастической скоростью. Серийная коробка Гольфа переключается за восемь миллисекунд. Сравните со 150 мс на Ferrari Enzo!

Состояние DSG после переключения на 2-ю передачу. 3-я передача ожидает своей очереди.

Коробки с двойным сцеплением экономичнее и быстрее традиционных механических, а также более комфортны, чем «автоматы». Главный их недостаток — высокая цена. Вторую проблему — неспособность передавать большой крутящий момент — решили с появлением DSG фирмы Ricardo на 1000-сильном купе Bugatti Veyron. Но пока удел большинства суперкаров — «роботы». Хотя, например, коробка Ferrari 599 GTB Fiorano — не чета опелевскому Изитронику: время переключения у суперробота исчисляется десятками миллисекунд.

Роботизированная коробка AMG Speedshift, устанавливаемая на новейший SL 63 AMG, представляет собой модифицированный мерседесовский «автомат» 7G-Tronic. Только крутящий момент вместо тяжёлого и инертного гидротрансформатора передаёт одинарное многодисковое «мокрое» сцепление. Благодаря применению сложных электрогидравлических актуаторов время переключения составляет 0,1 с.

Сегодня коробки DCT есть не только у Фольксвагена, но и у компаний BMW, Ford, Mitsubishi и FIAT. Преселективные коробки признали даже инженеры Porsche, которые используют в своих машинах только проверенные технологии. Аналитики прогнозируют, что в будущем наиболее распространёнными трансмиссиями станут DCT и вариаторы. А дни третьей педали, похоже, сочтены — скоро она исчезнет даже из самых драйверских спорткаров. Человечество выбирает то, что удобнее.

Что делать, чтобы роботизированная коробка передач не ломалась

Что может сломаться в «роботе» 

Самый пугающий (но на самом деле самый безобидный) симптом проявляется в следующем: «мозги» коробки в какой-то момент перестают распознавать положение селектора или не разрешают включить Drive или Reverse, а в некоторых случаях — даже завести мотор. В режим самозащиты «робот» может перейти либо при перегреве, либо при сбоях в работе датчиков. Сильный перегрев, кстати, их и «пере­кашивает», делая проблему регулярной.

«Робот» с одним диском, несмотря на простоту конструкции, не может похвастаться огромным ресурсом. Если сама коробка обычно служит долго, то сцепление изнашивается быстрее, чем у опытного водителя, ездящего на «механике» — порой уже через 20–30 тыс. км. Нередки и отказы его серво­привода, которому требуется немалое усилие для размыкания дисков.

Тонким местом преселективных коробок тоже оказались сцепления. Их износ — самая распро­странённая неисправ­ность трансмиссий этого типа. Традици­онные «сухие» диски сцепления, нормально работающие в паре с МКПП, при быстрых и частых пере­ключениях «робота» склонны к перегреву и, как следствие, быстрому износу и деформации, поэтому их применяют только там, где нагрузки на коробку относительно невелики. С мощными моторами или на тяжёлых машинах приходится использовать много­дисковые сцепления, работающие в специальном масле, которое их охлаждает. И всё равно для узла «сухих» сцеплений в пресе­лективной коробке неплохим ресурсом считаются 60–70 тыс. км, «мокрые» могут прослужить вдвое дольше, но их обслужи­вание и замена обходятся значительно дороже. Верные признаки износа сцеплений — толчки при пере­ключениях, вибрации при старте автомобиля с места.

Чтобы коробка переключалась плавно, а сцепления служили долго, требуется очень точная и согласованная работа систем управления сцепле­ниями и сменой передач. Если заведующий этим мехатронный блок настроен недостаточно тонко и неточно исполняет команды электронной программы управления, то коробка начинает методично убивать сама себя.

Именно мехатроника — самая капризная часть «робота». Этот блок, совмещающий в себе электронные и гидравли­ческие части для приводных механизмов, работает в довольно сложных условиях — ему приходится с большой частотой выполнять разные команды, выдер­живать большое давление рабочей жидкости (она отличается от масла, залитого в саму коробку), подстраивать свои режимы под текущие условия езды, режимы и фактический износ сцеплений. В общем, сбои, перегревы, отклонения в работе управляющих соленоидов, загряз­нение масляных каналов, подтёки и даже трещины в корпусе мехатронного блока — список возможных проблем довольно обширен.

Самые редкие, но тоже больно бьющие по карману неисправ­ности связаны с механической частью коробки. Износ валов, шестерёнок, вилок пере­ключения, подшип­ников и прочих деталей редуктора (всё это проявляется специфи­ческим шумом или заминками в пере­ключениях передач) лечится, как правило, только капитальным ремонтом «робота». Либо его полной заменой.

Впрочем, не всё так драматично. Инженеры постоянно работают над повышением надёжности «роботов» с двумя сцеплениями. Если правильно эксплу­атировать и обслуживать, то сегодня даже «сухая» конструкция способна без каких-либо проблем и дорого­стоящих замен пройти 150–200 тысяч пробега.

РКПП — роботизированная коробка передач, «робот»

РКПП — роботизированная коробка передач (коробка «робот), которая позволяет выбирать и включать необходимую передачу без участия водителя, то есть автоматически. При этом ошибочно полагать, что роботизированная трансмиссия является одной из разновидностей АКПП (гидромеханический автомат).

Прежде всего, чтобы понять, что такое роботизированная коробка передач, для начала необходимо вспомнить устройство и принцип работы обычной механической коробки (МКПП). Так вот, фактически роботизированная коробка является той же «механикой», однако автоматическое переключение передач в данном типе КПП становится возможным благодаря наличию боков управления и электронно-механических исполнительных устройств.

Устройство, особенности и принцип работы роботизированной коробки передач

Как уже было сказано выше, РКПП состоит из механической коробки передач, а также дополнительных устройств для выжима сцепления, выбора и переключения передачи. Данные устройства называются актуаторами (актуатор сцепления, актуатор выбора передачи). Также коробка «робот» имеет собственную систему управления, которая представляет собой ЭБУ коробкой и ряд электронных датчиков, взаимодействующих с блоком.

Получается, данный тип КПП представляет собой механическую коробку с автоматическим управлением и принципиально отличается от классического «автомата», а также бесступенчатого вариатора.

Роботизированная КПП, как и обычная МКПП, имеет сцепление, в ней не используется трансмиссионная жидкость ATF в качестве рабочей для управления и т.д. Добавим, что в современных «роботах» может быть как одно, так и два сцепления. В первом случае следует понимать однодисковый «робот», а во втором преселективную роботизированную коробку передач с двумя сцеплениями.

Если говорить об устройстве коробки — робот, можно выделить следующие базовые составные элементы:

• Коробка передач, которая по устройству напоминает «механику;
• Актуаторы (сервоприводы), отвечающие за выжим сцепления и включение передачи;
• Блок управления коробкой (микропроцессорный ЭБУ) и внешние датчики;

Давайте рассмотрим устройство РКПП на примере 6-и ступенчатой роботизированной коробки передач с двумя сцеплениями. Сама коробка похожа на МКПП, однако имеет сразу два ведущих вала. Если просто, эти валы расположены друг в друге (внешний вал имеет внутреннюю полость, куда вставлен еще один внутренний первичный вал).

На внешнем валу установлены шестерни привода 2, 4 и 6 передачи. На внутреннем валу ставятся шестерни 1, 3, 5 передачи, а также передачи заднего хода. Для каждого из валов имеется отдельное сцепление.

Актуаторы роботизированной коробки представляют собой электрические или гидросервоприводы. Электрический актуатор -электромотор с редуктором, гидравлический является гидроцилиндром, шток которого связан с синхронизатором. Главной задачей как первого, так и второго типа устройств становится механическое перемещение синхронизаторов КПП, а также включение и выключение сцепления.

Блок управления коробкой передач является микропроцессорным ЭБУ, к которому подключены внешние датчики, которые задействованы в ЭСУД автомобиля. Другими словами, контроллер коробки передач взаимодействует с датчиками от двигателя, а также ряда других систем (например, ABS и т.д.). Часто блок управления коробкой совмещен с ЭБУ двигателем, при этом коробка работает по собственному заданному алгоритму.

Как работает роботизированная коробка передач

Что касается принципов работы РКПП, для начала движения и дальнейшего плавного переключения передач необходимо задействовать сцепление (как и в МКПП). Включение сцепления реализует актуатор, который получает сигнал от ЭБУ коробкой и начинает медленно вращать редуктор.

В коробке с двумя сцеплениями сначала включается первое сцепление внутреннего первичного вала. Далее актуатор выбора и включения передачи подводит синхронизатор к шестерне первой передачи. В результате шестерня блокируется на валу и начинает вращаться вторичный вал.

После того, как автомобиль начал движение, водитель продолжает нажимать на педаль газа для разгона. В однодисковых роботах с одним сцеплением для включения второй передачи требуется некоторое время, в результате чего возникает характерный «провал».

Чтобы избавиться от такой задержки и сократить время переключений в конструкцию коробки добавили второе сцепление и еще один вал. В результате появилась так называемая преселективная роботизированная КПП.

Если просто, пока включена первая передача, вторая уже также готова к включению, так как одновременно задействовано второе сцепление. Получается, после сигнала от микропроцессорного блока быстро сработает включение второй передачи.

Подобным образом происходит переключение на последующие высшие передачи, а также понижение передач при езде. При этом время переключения минимально и занимает доли секунды, исключены перегазовки, практически отсутствует разрыв тяги и т.д. Результат — динамичная езда и максимальная топливная экономичность.

Работа в автоматическом режиме становится возможной благодаря тому, что ЭБУ коробкой постоянно анализирует сигналы с внешних датчиков. Блок учитывает нагрузку на ДВС, скорость движения ТС, положение педали газа, пробуксовку колес и т.д.

Также РКПП имеют возможность ручного переключения передач, имитируя работу гидромеханической АКПП в ручном режиме (например, Типтроник). Еще на некоторых «роботах» можно заблокировать включение повышенных передач.

Простыми словами, водитель при помощи селектора выбирает режим, при котором ЭБУ коробкой не будет инициировать включение, например, 3 передачи и выше, что помогает преодолевать сложные участки пути (снег, гололед, грязь и т.д.).

Преимущества и недостатки коробки — робот

Сегодня коробка-робот является достаточно распространенным решением. Например, концерн VAG активно устанавливает подобные коробки, которые знакомы потребителям, как DSG, на разные модели Audi, Volkswagen, Porsche, Skoda и т.д. Также роботизированную трансмиссию массово ставят на модели Ford, Mitsubishi, Honda и машины целого ряда других мировых производителей.

На первый взгляд может показаться, что РКПП имеет только плюсы: надежность и ремонтопригодность «механики», быстрота переключений, топливная экономичность, возможность выдерживать большой крутящий момент и т.д.

При этом по заверениям самих производителей РКПП должны в скором времени полностью вытеснить «классические» АКПП с гидротрансформатором и вариаторные коробки. Однако на практике этого не произошло.

Дело в том, что в плане комфорта работа «однодисковых» роботизированных коробок (с одним сцеплением) далека от АКПП и, тем более, от бесступенчатого вариатора. Автомобиль с такой коробкой дергается при езде, переключения «затянуты», имеются провалы и т.п.

Также ресурс сцепления на «роботе» и актуаторов достаточно низкий (в среднем, около 80-100 тыс. км.). При этом стоимость актуаторов высокая, а ремонтопригодность данных элементов сомнительная. По этой причине многие сервисы практикуют узловую замену, то есть актуатор просто меняется на новый.

Что касается более сложных и дорогих преселективных коробок с двумя сцеплениями, переключения в этом случае более плавные и больше напоминают работу обычной АКПП. Однако ресурс такого «робота» (например, DSG 6 или DSG 7) все равно снижен, нередко возникают проблемы по части механики и электроники, а ремонт в ряде случаев потребует значительных расходов.

В качестве итога отметим, что многие автопроизводители, особенно из Японии, начали постепенно отказываться от установки коробки-робот на свои модели, заменяя ее классической АКПП с гидротрансформатором (ГДТ).

Например, Hondа Civic 8 хэтчбек, который изначально выпускался с РКПП, но в дальнейшем после рестайлинга получил полноценный «автомат». То же самое можно сказать о популярной Toyota Corolla 2007 года, которая позднее получила вместо «робота» автоматическую гидромеханическую коробку.

её отличие от автоматической, плюсы и минусы

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.

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 производители автомобилей 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 минусов в 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 уменьшению расхода топлива.
• 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.

Видео — как работает роботизированная коробка передач на Лада Приора:

Тем не менее, у роботизированной коробки передач имеются и некоторые минусы:

• Невозможность перепрошивки процессора и задания иного алгоритма управления с целью повышения динамических характеристик автомобиля.
• Невысокая скорость перемены передач у коробок с электрическими сервоприводами, которые невозможно исправить без переделки всей конструкции.
• Возможность пробуксовки сцепления и перегрева механизма при движении на низкой скорости в горку или в городской пробке. Опытные водители рекомендуют в таком случае использовать режим Tiptronic.
• Частые рывки при автоматическом переключении передач, сброс газа перед данной операцией или равномерный режим движения, позволит снять остроту проблемы.

У робота есть целый ряд преимуществ перед иными видами трансмиссий и некоторые недостатки. Такой тип механизма рекомендуется водителям со спокойной манерой управления автомобилем.

Для любителей прокатиться с ветерком такая коробка будет слишком задумчивой. Все имеющиеся минусы механизма своими силами устранить невозможно, поэтому к его особенностям следует просто приспособиться.

В целом коробка передач робот заслужила положительные отзывы автовладельцев. Особенно отмечаются большой ресурс работы, высокая надежность и её неприхотливость.

По некоторым отзывам покупателей Датсун Он-До можно отметить, что они с удовольствием бы купили этот автомобиль, укомплектованный роботом.

Как подобрать масло для автомобиля можете прочитать в статье.

Жидкая резина (https://voditeliauto.ru/stati/tyuning/zhidkaya-rezina-dlya-avto.html) для покраски автомобиля

Видео — нюансы работы роботизированной коробки передач:

Как работает роботизированная коробка передач

Вы наверняка давно привыкли к АКПП, автоматической трансмиссии или коробке передач. Но, как оказалось, многих еще настораживает словосочетание «роботизированная коробка». Специалисты компании по продаже комплектующих и аксессуаров «Автолонг» рассказывают, что это такое, «с чем ее едят» и подробно разбирают ее устройство.

А был ли робот?

Чтобы начать ближе знакомиться с роботизированной трансмиссией, вспомним, как устроена самая обыкновенная механическая КПП. Есть два вала — первичный и вторичный — основные компоненты МКПП. На первичный передается крутящий момент с силовой установки, в то время как вторичный — преобразовывает его и перераспределяет на колеса. Шестерни, насаженные на оба этих вала, попарно сцеплены между собой. Но если на первичном валу они закреплены жестко, тона вторичном — вращаются свободно. Это сделано для того, чтобы на ведущую ось не поступал крутящий момент.

После того, как вы переключили передачу, выжатое сцепление отцепляется от первичного вала, а в момент перевода коробки передач на вторичном валу перемещаются синхронизаторы. Вторичная шестерня выбранной вами передачи жестко блокируется на валу муфтой синхронизатора. Снимая ногу с педали сцепления, вы отправляете крутящий момент с нужным коэффициентом на вторичный вал, а он — на передачу и колеса.

А теперь перейдем к роботизированным коробкам передач, принцип действия которых совпадаем с работой МКПП. Единственное отличие состоит в том, что смыкание и размыкание сцепления и выбор передачи в «роботе» исполняют актуаторы. Актуатор представляет собой шаговый электрический мотор с исполнительным механизмом и редуктором под управлением электроблока.

В авторежиме запрос на переключение передачи формируется от бортового компьютера. Он учитывает обороты двигателя, скорость движения, данные от ESP, ABS и прочих систем. А в «механике» — непосредственно от водителя, который переключает рычаг на коробке передач.

Все хорошо, но…

У роботизированных коробок передач есть проблема, которую называют большинство водителей, ранее ездивших на «механике». Она заключается в отсутствии обратной связи от сцепления, когда человек сам мог ощущать, что диски смыкаются и проконтролировать плавность и скорость переключения. А в роботизированной версии «электроника», чтобы избежать рывков и сохранить сцепку, принудительно разрывает поток от двигателя к колесам в момент переключения скоростей.

К-к-к-комбо!

Dual clutch transmission (трансмиссия с двумя сцеплениями) — инновация в автомобилестроении, которая перевернула представление о трансмиссиях в начале восьмидесятых годов прошлого века. Один из ярких представителей — шестиступенчатая коробка передач DSG от Volkswagen.

Немецкий производитель использовал сразу два вторичных вала с синхронизаторами и ведомыми шестернями. Прототипом послужила 6-ступенчатая «механика» с Golf. Но производитель установил два первичных вала, вставленных друг в друга как матрешка и соединенные с двигателем через дисковое отдельное сцепление. Таким образом, на внешнем первичном валу были закреплены 2, 4 и 6 передачи, а на внутреннем — 1, 3, 5 и движение задним ходом. «Робот» самостоятельно готовит необходимую передачу и мгновенно включает ее, в то же время, готовя следующую уже на другом валу.

Современная роботизированная коробка позволяет менять передачи так быстро, что вы не замечаете этого. Время разрыва потока мощности на серийном Гольфе, например, составляет 8 мс. Это гораздо быстрее, чем на МКПП и более комфортно, чем на «автомате». Кроме этого, коробка передач с двойным сцеплением позволяет уменьшить расход топлива.

А недостатки? Пожалуй, к ним можно отнести стоимость работизированной коробки передач. А так же то, то пока что конструкторы не придумали, как можно передавать больший крутящий момент. Впрочем, специалисты Bugatti уже решают эту проблему, установив на своем Veyron DSG от Ricardo, и пока что 1000 л.с. купе показывают неплохие результаты.

Современные dual clutch transmission разрабатывают и успешно ставят на BMW, Ford, Mitsubishi и FIAT. Из спорткаров их использует Porsche, который ставится своей консервативностью и тем, что применяет только проверенные временем технологии. Так что, считают специалисты «Автолонг», мы увидим «роботы» уже повсеместно, как доминирующий тип трансмиссии.

Роботизированная коробка передач автомобиля — устройство и как работает

Роботизированная коробка передач автомобиля — разновидность полуавтоматических КПП, которая объединяет черты механической коробки и автоматической. Расскажем что такое коробка — робот, как работает и в чем преимущество перед другими типами трансмиссии.

Что это такое

Вместо третьей педали, которую нужно выжать для переключения скоростей с механической коробкой передач, в авто с роботизированной коробкой передач две педали. Роль третьей педали играет целая система сенсоров, передатчиков и исполнительных механизмов, которые при помощи бортового компьютера переключают коробку без участия водителя и сцепления. Компьютер синхронизирует работу деталей коробки, а некоторые электронные системы способны научиться распознавать стиль вождения водителя и предугадывать его действия. У роботизированной КПП ручка переключения скоростей находится там же, где и ручка механической коробки, но вместо Ж-образного переключения, ручка переключается только вперед или назад.

Как работает

Работает следующим образом. При переключении ручки передач и нажатии педали газа сенсоры передают информацию в блок управления, который в свою очередь передает сигнал в коробку передач. Сенсоры коробки передач также сообщают в блок информацию о действующей скорости и новом требовании переключения скоростей.

Блок управления синхронизирует информацию, полученную от сенсоров, и выбирает оптимальную скорость и время переключения скоростей и обеспечивает слаженность работы механизмов коробки передач. При этом принимается в расчет скорость вращения двигателя, работа кондиционера, показатели спидометра.

Бортовой компьютер роботизированной КПП управляет гидромеханикой, который смыкает или размыкает сцепление. Этот процесс происходит синхронно с действием водителя, переключающего ручку скоростей. Гидромеханический блок использует жидкость из тормозной системы для запуска гидравлического цилиндра, обеспечивающего движение актуатора.

В чём преимущество

Электроника реагирует быстрее человека и более точно, поэтому «выжать» сцепление можно без участия водителя. Для парковки автомобиля, обратного хода или нейтрального положения трансмиссии водитель должен предварительно выжать обе педали одновременно, после этого можно выбрать один из трех вариантов.

Сцепление нужно только, чтобы машина пришла в движение. Для быстрого переключения скорости на более высокую необходимо убрать ногу с педали газа, чтобы двигатель сбавил обороты для подходящей скорости. Для этого ручка передачи скоростей должна стоять на нужной позиции.

Как это работает: роботизированная коробка передач

Одна из ветвей развития механических трансмиссий привела инженеров и конструкторов к созданию роботизированной коробки передач – устройства, в котором передачи переключает не человек (путем включения и выключения сцепления), а «робот» — управляемый электроникой механизм. На данный момент это одна из наиболее прогрессивных типов коробок передач, устанавливаемых на автомобили, у которой, тем не менее, есть свои плюсы и минусы.

Роботизированная коробка DSG

Принцип устройства роботизированной КПП

Платформой для создания роботизированной трансмиссии послужила механическая коробка передач. Конструкторы посчитали, что нет смысла выдумывать абсолютно новый механизм, достаточно усовершенствовать уже существующий.

Как известно, принцип работы механической коробки передач заключается в передаче крутящего момента от двигателя через первичный вал на вторичный, от которого крутящий момент попадает на главную передачу, а затем – на ведущие колеса. Момент переключения передач на «механике» осуществляется при помощи механизма сцепления, которым оперирует водитель — выжимая и отпуская сцепление, он руководит переключением передач с пониженной на повышенную, либо в обратном порядке.

В механизме работы роботизированной трансмиссии этот механический момент переключения передачи инженеры решили доверить автоматике, убрав из цепи управления непосредственное участие человека. У «робота» сцеплением и переключением передач ведают специальные узлы-актуаторы, которые бывают двух типов – актуаторы сцепления и актуаторы переключения передач. Первые ответственны за размыкание/смыкание первичного вала с двигателем, вторые – за переключение передач. Актуаторы, в свою очередь, управляются электронным блоком управления, который четко рассчитывает момент, когда должен отключиться/подключиться первичный вал и когда – включиться повышенная или пониженная передача. Когда такой сигнал поступает (при этом, электронный блок управления учитывает скорость движения машины, обороты двигателя, крутящий момент и другие данные), актуатор сцепления отсоединяет первичный вал от двигателя, а актуатор включения передачи выбирает нужную ступень. Затем актуатор сцепления плавно соединяет первичный вал с двигателем и автомобиль двигается на повышенной передаче. Тот же процесс происходит и при переключении с повышенной на пониженную передачу, а также при езде задним ходом. Устанавливались такие трансмиссии на автомобили многих марок (например, Toyota, Peugeot и другие).

Роботизированная» 2-вальная КПП с электрогидравлическими исполнительными механизмами (Citroen). Фото — Carexpert.ru

Как и многие механизмы, роботизированная трансмиссия была несовершенной (о ее плюсах и минусах мы поговорим позже) и именно из-за этого автомобили с «роботами» первого поколения не пользовались у покупателей успехом. Ситуация была исправлена с выходом на рынок роботизированных трансмиссий второго поколения – с двумя сцеплениями. Их еще называют преселективными коробками передач.

Преселективный робот DSG с двумя сцеплениями.

Первоначально такими «роботами» оснащались автомобили концерна Volkswagen (Volkswagen, Audi, Seat, Skoda), сегодня подобными трансмиссиями оборудуются машины и других марок (BMW, Ford, Fiat). В зависимости от типа сцепления такие коробки делят на КПП с сухим и мокрым сцеплением. Принцип работы такой коробки заключается в том, что четные и нечетные ступени разнесены по разным валам (первичным и вторичным), а их включением ведает отдельный блок сцепления. Механизм такой коробки заранее подготавливает к включению следующую ступень (отсюда и название «преселективная» — предваряющая выбор передачи), благодаря чему эта процедура происходит без отключения КПП от двигателя, тем самым, не прерывается крутящий момент от мотора к ведущим колесам.

Часто возникает вопрос: в чем же различия между автоматической и роботизированной трансмиссией? Ответ прост: в устройстве. Роботизированная коробка передач – это, как было указано выше, та же «механика», только включением/выключением сцепления и переключением передач тут занимаются приводы-актуаторы. В автоматической коробке передач присутствует важный агрегат – гидротрансформатор, который заменяет собой механизм сцепления и является он связующим звеном между двигателем и собственно коробкой передач.

Достоинства и недостатки «роботов»

Положительными сторонами роботизированных коробок передач первого поколения было отсутствие педали сцепления и более низкая, чем у автоматической трансмиссии, цена. Отрицательным аспектом этих КПП был несовершенный механизм включения последующих передач, из-за чего автомобиль дергался, что приносило дискомфорт водителю и пассажирам. Также минусом этой коробки была сложность и относительно высокая стоимость ее обслуживания, которая была выше, чем у традиционной механической трансмиссии.

К плюсам преселективной роботизированной КПП можно отнести скорость переключения передач, экономичность (ввиду отсутствия потери мощности при переключении передач), работу в полностью автоматическом либо «ручном» режиме. К минусам – наличие рывков при езде на первой передаче, дороговизну ремонта и обслуживания. Например, такой характерный для многих «роботов» минус, как откатывание автомобиля назад при трогании в гору (все же роботизированная трансмиссия, несмотря на отсутствие привычного механизма сцепления, является той же «механикой») изрядно нервирует владельцев машин с РКПП и требует привыкания к подобной особенности.

Читайте еще: Поломки Робота

Преселективный «робот» S tronic от Audi.

Как пользоваться роботизированной коробкой передач. Роботизированная коробка передач

Роботизированная коробка передач — это устройство, подобное механической механической коробке передач, в котором автоматически выполняются такие функции, как переключение скоростей и отключение сцепления. Принцип работы таков, что водитель на дороге и в «обстоятельствах» движения как следует запускает ту систему, которая управляет, а все остальное делает коробка.

Это обычный день, с некоторыми агломерациями, но также и с небольшим трафиком.Это означает, что это не менее 800 смен в день. Со временем механические коробки передач остались старыми, а вот автоматические коробки были разнообразными. Например, многие классические автоматические трансмиссии имеют функцию автоматического удержания — это означает, что вам не нужно держать ногу на тормозе, что устраняет неудобства автоматической коробки. Эта статья предназначена для того, чтобы пролить немного больше света на эту область, чтобы помочь нам в этом. лучший выбор, когда мы хотим купить подержанный автомобиль.

Такой работает очень экономично, надежно и комфортно. Да и в плюс ко всему, он несколько дешевле обычного автомата. Сейчас практически все марки автомобилей устанавливают эту коробку в автомобиль любого класса.

Описание

РКП отличается от своих предшественников конструкцией. Это обычная МКПП с возможностью управления трансмиссией и сцеплением. Это принцип его работы. Многие штампы данных производителей были взяты за образец обычной механики, например, знаменитый Speedshift, созданный на базе автоматической коробки передач 7G-Tronic.Там заменили только гидротрансформатор на усиление, фрикционы многодисковые на базе фрикционных. Ящики-роботы бывают двух типов:

Для тех, кто увлеченно относится к коробкам передач, мы добавили полезные ссылки. Нажмите на педаль сцепления и снимите ногу с педали акселератора, переключите передачу, поднимите ногу на педали сцепления и нажмите на педаль акселератора. Вообще у машин с 6 скоростями трансмиссия короче — то есть надо чаще менять скорость, да и ускорение на каждой скорости более «вздутое».На машине с 5 скоростями легче ездить по городу, потому что на определенной скорости, конечно, можно больше бежать, но с менее «пушистым» ускорением.

Создать такое устройство достаточно известных марок: Mitsubishi, Fiat, Ford, Opel, Peugeot, Audi, Renault, BMW и других. Управляет такой коробкой передач электронная система. Это устройство работает во 2-х режимах:

1. станок;
2. полуавтомат.

В первом случае практически вся работа выполняется в автоматическом режиме (блок управления принимает сигналы с датчиков ввода и выдает алгоритм управления коробкой).Во втором случае можно вручную переключать скорости на селекторе (последовательный режим).

Коробка ручная автомат

Но отличия заключаются в следующем. Минусы: неудобная езда по городу, если вы новичок, можете быстро сломать сцепление. Схема простая: у вас есть две педали, как автомат, но есть сцепление, в котором вы напрямую не работаете. Робот поднимается к сцеплению, меняет скорость и освобождает сцепление.

Вы воспринимаете это как «автоматическую коробку».«На фоне того, что сцепление быстрее механической коробки передач, оно предназначено для переключения передач. Чтобы не дрожать, нужно почувствовать, когда нужно изменить скорость, затем снять ногу с разгона и снова установить; Исправлена ​​как ручная блокировка.

Фото галерея

Ниже вы можете посмотреть, как выглядит робот-бокс, и ознакомиться с принципом его работы.

Ручка управления CPP

Отзывы

В настоящее время автоматическая коробка обзавелась большим количеством поклонников и немалым количеством врагов.Кто-то «за», кто-то «против». Чтобы в этом разобраться, предлагаем прочитать вам свежие отзывы.

Механическая коробка передач с двойным захватом

, но требует гораздо меньшего обслуживания. При изменении скорости он также сохраняет небольшие недостатки роботизированной коробки передач. Это также совершенно новый продукт на рынке и немного информации о надежности. Форд поставил эту «автомат» коробку на несколько машин.

Если механическую коробку передач можно отсоединить от двигателя с помощью сцепления, автоматическая коробка — без сцепления — остается подключенной все время.А для его устранения используется «гидротрансформатор» или «преобразователь». Вы можете узнать больше, нажав здесь. В машине есть две педали, которыми вы управляете правой ногой, а именно дроссельная заслонка и тормоз. Сегодня существует множество вариаций этой коробки передач, изначально было 3 скорости, затем 4, а теперь есть автоматические коробки передач с 9 скоростями.

Положительный	отрицательный
А мне очень нравится, что есть возможность переключать скорости вручную, а все остальное она делает сама.	Эх, робота лучше не брать, купил у друга не так давно (), сейчас работа плохая кромка, каждые 10 000 приводов на регулировку.
Хорошая штука, просто надо привыкнуть.	Как по мне, обычная механика намного лучше. А робот — самая ненадежная коробка.
В пробках то, что нужно! Очень удобно!	Робот не ношу полностью, выбираю механику.
Не вижу в этом минусов, все это ерунда! Механика — это какой-то цирк.Управление очень удобное. Оптимальный режим работы двигателя. Можно сказать, исправляет ошибки неопытного водителя. Машина не дергается.	Вообще никому не советую брать робота или вариатор. Самые капризные коробки передач. И очень слабый. Хорошо, если до 10 тысяч дойдут.
Уже очень давно езжу на роботе. Хорошая вещь. Мое мнение таково, что проблема не в этом, а в наших дорогах. Да, я согласен, что это было сделано явно не для наших дорог.Но ты стараешься ехать осторожнее и меньше обгоняешь. И все будет хорошо.	Оказывается, этот самый обычный механик, только ручкой подправляет электропривод, а они уже управляют электронным блоком. Так что этот блок завален двумя законопроектами. Так что, как по мне, она лучше обычной гидравлической машины.
Очень сильно экономит бензин и в целом все минусы — это только особенности.	Сам роботом не пользуюсь, но отзывы слышал только плохие.Так что лучше брать на механике классику или уже автомат.
К этому ящику нужно привыкнуть и летать. А в пробках можно финишировать и ехать на скорости. Сказка!	Очень много минусов! Техника думает за вас, и ваше желание не всегда совпадает. Плюс почти вдвое дороже в обслуживании. Да и сама коробка стоит очень дорого.
Отлично!	Большой расход бензина.
Максимум подстраивается под водителя, вопросов вообще нет.	Эта коробка абсолютно не подходит для езды по городу.
Мне тоже было непривычно после механики, но теперь мне нравится!	Машину забрать нельзя.
Не пожалел о том, что купил. Уже один раз в ремонте побывал.	Очень долго подключает сцепление на старте.
Вы сначала решаете, может ли проблема быть в вас, а не в коробке. Вещь класс!	Невозможно ездить на большой скорости!
Действительно, это коробка для более опытных водителей И вообще незачем понесет убытки!	Такая проблемная трансмиссия.Мало кто доживает хотя бы до 50 000 км.

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

Видео «Роботизированная коробка передач»

Очень полезная информация О том, как это работает и из чего состоит коробка, вы можете узнать, просмотрев это видео.

Прочитав нашу статью, вы узнали много нового о роботизированной КПП, оставьте свой отзыв!

Автоматические коробки передач предполагают, что вы, как водитель, можете делать в определенной ситуации.Когда вы делаете что-то совершенно непредвиденное, коробка передач замедляется. Минусы: Коробка передач больше весит, дороже в обслуживании, если дороже в ремонте, тормозит, обычно потребляет 1 л на 100 км от той же МКПП.

Эта коробка передач внешне похожа на ручную автоматическую коробку передач, но на самом деле коробки передач две — каждая с муфтой и без «гидротрансформатора» как автомат. Говорят, что это лучшие автоматические коробки на рынке, потому что они очень быстро меняют скорость.По поводу надежности мнения разделились.

Тяговые характеристики двигателей внутреннего сгорания И их адаптивность к нагрузке недостаточна для прямого привода. Для адаптации используются самые разные типы трансмиссий, позволяющие изменять скорость вращения в достаточно широком диапазоне.

Кроме того, такой механизм обеспечивает возможность движения задним ходом, длительную остановку автомобиля с исправным силовым агрегатом.

Минусы: 2 коробки жестче коробки, замена масла на 000 км от представителя, уважаемый.В нем используются не шестерни, а ремень и 4 конуса. Принцип работы напоминает велосипедную цепь, шестерни и пластины. Просто потому, что вместо шестерен конус, а вместо пластин другой конус. У него есть основная муфта, кроме «сцепления» со всеми другими коробками, и вторичная муфта. Лучше фильм посмотреть. По этим коробкам передач тоже есть новый прогресс — по этому есть другой фильм.

Плюсы и минусы роботизированных коробок передач.)

Еще раз: за рулем возникает странное ощущение, отличное от любой другой коробки передач.Это не похоже на самокат, где у вас только одна скорость, но не похоже, что у вас шесть скоростей. Перед тем, как купить машину, узнайте, какую коробку передач вы хотите. Если вы хотите, чтобы ручная коробка была проще. Если вам нужна автоматическая коробка, вам нужно знать, чего ожидать, сколько денег вы хотите сэкономить на обслуживании и как вы хотите чувствовать себя в машине. Вам также необходимо знать, на какие компромиссы вы готовы пойти.

Трансмиссия робота оборудована автоматом для управления работой устройства в заданном режиме с учетом нагрузки и других условий движения.Процесс управляет определенным образом запрограммированным электронным блоком.

Водитель выбирает алгоритм и задает его с помощью селектора, кроме того, он может взять на себя управление работой механизма и переключение как на обычную механику, так и на обычную.

Использование роботизированных боксов обеспечивает водителю максимально комфортные условия. Не нужно отвлекаться и тратить время на переключение передач, а заложенная в процессор программа обеспечивает (в зависимости от условий движения) максимальную экономию топлива.

Большинство ведущих автопроизводителей, в том числе и АвтоВАЗ, широко используют коробки передач этого типа на автомобилях разных классов.

Что такое трансмиссионный робот

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

По сути, роботизированная коробка является логическим развитием традиционной механики. В нем функции управления переключателем трансмиссии автоматизированы и управляются электронным блоком. Кроме того, процессор дает команду механизму корпуса на разукрупнение двигателя и трансмиссии при изменении передаточного числа.

Роботизированная коробка работает в комплексе с другими элементами трансмиссии. Автоматизированное управление согласуется с работой муфты, обеспечивающей переключение.

Устройство и принцип работы

На протяжении всего развития автомобильной промышленности предпринимались многочисленные попытки упростить управление трансмиссией. Первые удачные конструкции роботизированных коробок передач, которые пошли в серию, появились только после оснащения станков процессорами. Все попытки автоматизировать управление с помощью электромеханических и гидравлических устройств не дали положительных результатов.

Они были слишком ненадежными и не обеспечивали приемлемой скорости переключения.Еще одним недостатком ящиков такого типа была неоправданно высокая сложность и, как следствие, доступная стоимость.

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

Типовой проект

Многие самостоятельно занимались разработкой этого класса механизмов. Это обеспечило достаточно большое разнообразие конструкций КПП роботов, однако в них можно выделить общие элементы:

• электронный блок управления;
• МКПП;
• сцепление фрикционного типа;
• система управления трансмиссией и сцеплением.

Часто функцию электронного блока выполняет бортовой компьютер, управляющий работой системы питания и зажигания в совокупности. Процессор устанавливается вне коробки и подключается к нему с помощью кабельных систем. Особое внимание в этом случае уделяется защите компаундов, используются специально разработанные уплотнители. Часто контактные группы покрывают тонким слоем золота для предотвращения окисления.

Рекомендуемые устройства обычно берутся за основу роботизированных боксов.Так, mERCEDES-BENZ При изготовлении агрегата SpeedShift использовалась 7G-Tronic ACP, вместо гидротрансформатора использовалось многодисковое сухое сцепление фрикционного типа.

Баварские автопроизводители компании BMW пошли по тому же пути, оснастив шестиступенчатую механическую коробку автоматизированной системой Control.

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

Роботизированные трансмиссии мировых автопроизводителей Модель

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.	+
Опель Изитроник	+
PEUGEOT 2-TRONIC	+
Порше PDK.		+
Renault Quickshift.	+
Toyota Multimode.	+
Volkswagen DSG.		+

Системы управления сцеплением и трансмиссией бывают двух видов: с электрическим или гидравлическим приводом. У каждого варианта есть свои положительные и отрицательные стороны. Возможны комбинации вышеупомянутых методов управления коробкой, позволяющие максимально использовать преимущества обеих структур и минимизировать их недостатки.

В электрическом приводе сцепления используются серводвигатели, обеспечивающие минимальное энергопотребление. Отрицательным моментом является чрезвычайно малое время переключения (от 300 мс до 500 мс), что приводит к увеличению нагрузки на детали трансмиссии.

Гидравлические приводы работают намного быстрее, это дает возможность оборудовать такими боксами даже спортивные автомобили. На суперкаре Ferrari 599GTo время переключения составляет всего 60 мс, а у LamboGhini Aventador — менее 50 мс. Такие индикаторы обеспечивают данные высокие динамические характеристики при сохранении плавности движения.

Принцип действия

Чтобы понять, как работает роботизированная коробка передач, необходимо получить представление об алгоритме работы ее механизмов.

Водитель заводит двигатель, выжимает педаль тормоза и переводит селектор в определенное положение. Привод сцепления разрывает поток мощности, а исполнительный механизм коробки делает выбранную передачу.

Водитель отпускает тормоз и плавно увеличивает оборот, машина трогается с места.В дальнейшем все переключения производятся автоматически с учетом заданного режима и данных с датчиков. Механизм управляется процессором в соответствии с выбранным алгоритмом. При этом у водителя есть возможность помешать работе коробки.

Видео — Роботизированная КПП (робот):

Полуавтоматический режим роботизированных трансмиссий аналогичен функции ручного управления автоматической коробкой — TipTronic.В этом случае водитель с помощью рычага селектора или переключателей, установленных на рулевой колонке, производит переключение или увеличение передач. Отсюда и другое название роботизированного ящика — последовательный.

Трансмиссия этого типа все чаще применяется на автомобилях. При этом наблюдается следующее разделение: бюджетные модели комплектуются коробками электрических серводвигателей. Ведущие автопроизводители разрабатывают и производят механизмы следующих типов:

• Citroen — Сенсодривод;
• Fiat — Dualogic;
• Ford — Durashift EST;
• Mitsubishi — AllShift;
• Opel — Easytronic;
• Peugeot — tronic;
• Toyota — многомодовый.

Для более дорогих моделей Изготовлено гидроприводов:

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

Самая современная роботизированная система ISR (Independent Shifting Rods) устанавливается на суперкары Lamborghini.

Отличие роботизированной КПП от АКПП

Разработка и невысокая стоимость электронных блоков управления позволили использовать их серийные модели машин.Коробки передач у них разные и возникает закономерный вопрос — а чем отличается коробка передач с роботом от пулемета? Если есть отличия, то какой из них будет лучше соответствовать требованиям водителя и на какие характеристики стоит обратить внимание при выборе автомобиля.

Отличие роботизированной коробки от станка заключается в конструкции сцепления. Вместо гидротрансформатора используется одно- или многодисковое сухое сцепление фрикционного типа.

В коробке передач, как и в механике, ведущая и ведомая шестерни находятся в постоянном зацеплении и включаются с помощью специальных муфт. Для уравнения угловых скоростей используются синхронизаторы.

Видео — Тест-драйв Lada Priora с роботом AMT:

В автоматических коробках передач преимущественно используются планетарные редукторы и сложная система управления их работой. В первом и втором варианте передаточное число определяется автоматом. Это освобождает водителя от необходимости отслеживать режимы работы двигателя и переключаться.

По сравнению с автоматической коробкой с роботом лидером по такому показателю, как КПД, является второй прибор. В сухом сцеплении механические потери значительно ниже, чем в гидротрансформаторе.

С другой стороны, машина лучше обеспечивает плавность передвижения и езда на таком автомобиле более комфортна. Еще один недостаток трансмиссии этого типа — дороговизна ремонта, который может выполнить только высококвалифицированный специалист под арт-центром.

При выборе между роботизированным ящиком и автоматом следует учитывать все вышеперечисленные факторы. Для недорогих бюджетных моделей Существенными являются стоимость автомобиля и затраты на его содержание. На момент покупки элитного авто такие вопросы обычно не имеют особого значения. Для водителя практически нет разницы в управлении машиной или роботом.

Плюсы и минусы роботизированной коробки передач

Сложные системы, в которые входят автомобильные трансмиссии, имеют вполне определенные преимущества и недостатки.Ниже приводится анализ плюсов и минусов конструкции и работы роботизированной коробки передач. При этом учитываются динамические, стоимостные и некоторые другие характеристики агрегата.

К списку положительных партий Редукторы С. Роботизированное управление можно отнести:

• Высокая надежность механизма коробки передач, проверенная длительным сроком эксплуатации.
• Использование сухого сцепления фрикционного типа позволяет снизить потери и.
• Небольшое количество рабочей жидкости — трансмиссионное масло Примерно 3-4 литра, против — 6-8 литров на вариаторе.
• Высокая ремонтопригодность роботизированного бокса (собственно, за основу взята известная механика).
• Автоматика увеличивает ресурс сцепления до 45 — 55% по сравнению с традиционным педальным управлением.
• Наличие полуавтоматического режима, позволяющего водителю вмешиваться в работу агрегата при движении в сложных дорожных условиях на подъеме или в пробке.

Преимущества КПП «Робот» очевидны, что способствует росту популярности этого типа трансмиссии на автомобилях различного класса.Усилиями инженеров и конструкторов агрегат постоянно совершенствуется, улучшаются его характеристики.

Что такое роботизированный контрольно-пропускной пункт? Роботизированная коробка передач (Другое название — автоматическая коробка передач , повседневное название — коробка-робот ) Это механическая коробка передач, в которой функции сцепления и переключения передач автоматизированы. Автоматизация этих функций стала возможной благодаря приложению в управлении коробкой электронных компонентов.

Роботизированная коробка передач сочетает в себе комфорт, надежность и экономичность механической коробки передач.При этом «робот» по большей части намного 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 дизайну.

В то же время вы можете выбрать следующее обычное устройство коробки передач :

• сцепление;
• МКПП;
• сцепление и шестеренчатый привод;
Система управления
• .

Роботы могут иметь коробки с электрическим или гидравлическим приводом Сцепление и редуктор .Исполнительными органами электропривода являются сервомеханизмы (электродвигатели). Гидравлический привод осуществляется с помощью гидроцилиндров. В зависимости от типа привода роботизированные трансмиссии имеют устоявшиеся наименования:

• собственно роботизированные коробки передач ( электропривод) ;
Секвентальные коробки передач
• (гидрулит , ).

Название «Секвентальная» коробка получила от sequensum — последовательность, означающая последовательное переключение передач в ручном режиме.

Во многих источниках информации редукторы носят одно общее название — роботизированные.

Электропривод Муфты и программы коробчатого исполнения:

• Easytronic от Opel;
• Многомодовый. от Toyota.

Значительно больше конструкций «роботов» имеют гидропривод :

• SMG. , DCT. M DriveLogic от BMW;
• DSG. от Volkswagen;
• S-Tronic от Audi;
• Сенсо Драйв. от Citroen;
• 2-ТРОНИК. от пежо;
• Dualogic. от Fiat.

Система управления Роботизированная коробка передач включает в себя следующие конструктивные элементы:

• входных датчиков;
• электронный блок управления;
• КПП исполнительные механизмы.

В роботизированных боксах с гидроприводом к системе управления включен также гидроагрегат , обеспечивающий непосредственное управление гидроцилиндрами и давлением в системе.

Принцип работы роботизированной коробки передач Он следующий: на основе сигналов входных датчиков электронный блок управления формирует алгоритм управления коробкой в ​​зависимости от внешних условий и реализует его через исполнительные механизмы. По команде электронного блока управления гидроцилиндры (или электродвигатели) в нужный момент комплектуются и замыкаются, а также включают подходящую трансмиссию. Водитель с помощью селектора только устанавливает желаемый режим работы робота: например, передний или задний.

На всех роботизированных боксах есть режим ручного переключения передач аналогичный. Например, коробка 2-троник способна работать в трех режимах. Первый полностью автоматический. В этом случае водитель может вообще не думать о переключении передач и ехать как на обычном «автомате». Второй — это так называемый полуэкнициал, который включается, если водитель решает сам переключить трансмиссию с помощью воровства лепестков, не выходя из автоматического режима. Такая ситуация возникает, например, при обгоне, когда необходимо срочно переключить «ниже».Если резкого разгона не произошло или после возврата в обычный режим езды, коробка через некоторое время снова перейдет в автоматический режим. Третья версия КПП полностью ручная. Однако выбор трансмиссии лежит только на водителе, и здесь не все в его силах — при достижении максимальных оборотов ЭБУ подаст команду на переход к следующему этапу.

Основным недостатком первых роботизированных коробок передач было отличное время переключения передач (до 2 секунд), что приводило к сбоям и вылетам в динамике автомобиля и снижало комфортность управления автомобилем.Решение этой проблемы было найдено в применении коробки передач с двумя сцеплениями, которые обеспечивали переключение передач без нарушения потока мощности.

Весь алгоритм работы коробки с двумя сцеплениями сводится к тому, что пока работает первая передача, она уже ждет вторую и как только блок управления подаст команду, включается второе сцепление, внешнее первичное Вал. И вторая передача. Далее накатал, — ждет сигнала третьей передачи и т. Д.Время переключения сокращено до минимума, даже водитель не сможет так быстро переключить МКП.

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

В настоящее время роботизированные боксы на данный момент являются наиболее распространенными и технически совершенными. Коробки передач DSG и S-Tronic. S-Tronic Box является аналогом коробки DSG, но в отличие от нее устанавливается на задние и полноприводные автомобили.www.systemsauto.ru.

Покупатели при выборе автомобиля во многом обращают внимание на коробку передач, помимо других ее характеристик. Естественно желание людей ездить с комфортом.

Последние современные технологии Предлагаем вниманию новые способы управления автомобилем. Автоматизация меняет механику. Одно из нововведений — роботизированная коробка передач.

Что это такое и как работает?

Роботизированной коробкой передач считается механическая КП, имеющая автоматизированное управление сцеплением и трансмиссией.В противном случае это называется. Такие коробки имеют электрическое или гидравлическое сцепление и редуктор. Зависит от конкретного производителя.

Надо для начала разобраться, как работает роботизированная коробка передач. Принцип его работы такой же, как и механический. Разница в том, что сервоприводы (исполнительные механизмы) задействованы в работе сцепления и выборе передачи. Сюда входит электродвигатель с коробкой передач и привод. Также есть гидроприводы.

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

Каковы основные особенности управления роботизированной трансмиссией?

Роботизированная коробка передач имеет собственное управление. К основным можно отнести следующий фактор: управление осуществляется с помощью специального блока на электронной основе, воздействующего на два исполнительных механизма.

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

Работу смарт-бокса можно проводить в:

С автоматом переключение передач происходит по команде компьютера, который учитывает многие показатели (обороты двигателя, обороты, данные систем aBS, ESP и другие). В ручном режиме человек с рычагом селектора или бесконтактными переключателями дает команду на переключение.

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

Плюсы и минусы использования роботизированной коробки передач

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

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

Плюсы использования агрегата:

1. Конструкция этой коробки передач очень надежна. В основе его остается механика, проверенная временем и изученная.Вместе с тем по надежности он превосходит вариатор и автомат.
2. Считается, что использование роботизированной коробки передач способствует экономии топлива. Такая экономия может достигать 30 процентов.
3. Коробка робота требует использования меньшего количества масла, достаточно 2-3 литров, в то время как вариатору требуется около 7 литров. Все это приводит к большей экономии.
4. Количество передач соответствует количеству механической коробки передач.
5. В основе роботизированной коробки переключения передач та же механика.Это дает дополнительную возможность бесплатного I. простого ремонта, который может произвести практически любой автомобильный замок. Поэтому с ремонтом проблем не возникнет, по крайней мере, большинство распространенных поломок можно быстро и качественно устранить в обычной автомастерской.
6. Ресурс увеличивается почти на 40 процентов, если сравнивать с механикой. Это очень существенная разница. И дело не только в экономии, но и в повышенной безопасности.
7. В условиях города, когда есть постоянные пробки и на крутых подъемах будет вполне функция механической коробки передач, которая присутствует в коробке робота.Эта особенность позволяет вспомнить обычную механику, по которой многие автовладельцы скучают.

У данного типа коробки передач есть не только достоинства, но и недостатки. К ним относятся:

1. Главный недостаток Многие автовладельцы считают невозможность перепрограммирования агрегата, с целью увеличения динамики или экономии ресурсов. Это также не позволяет настроить коробку передач под свой стиль езды. Его следует привыкнуть к манере работы определенного дизайна, чтобы использовать его с удобством.Но русские мастера находят выход из любой ситуации. По истечении гарантийного срока авто просто меняют прошивку в электронном блоке управления.
2. Скорость переключения передач робота немного снижена, реакция медленная. Это связано с некоторыми затратами на программирование, как и в любой машине.
3. При поездках по городу, в условиях пробок и неровностей нужно переходить на ручное управление. В противном случае происходит быстрый износ, а срок службы роботизированной коробки передач значительно сокращается.
4. В некоторых случаях при переключении передач можно почувствовать рывки. Объясняется это тем, что газ не сбрасывается до точки переключения. Устранить эту неприятность можно, если нажать педаль газа не до конца.
5. Часто размывается сцепление на горке — это объясняется его перегревом. Поэтому для лифтов также лучше использовать ручной режим переключения.

Видео: Как ездить на роботизированной коробке передач.

Перед тем, как купить машину с ящиком-роботом, стоит собрать как можно больше информации о 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 определенной задержкой.

К проблемам можно отнести и чрезмерную индивидуальность агрегатов. Даже одни и те же роботизированные коробки передач могут существенно отличаться. Столь серьезные отличия «Третен», как правило, от перепрошивки. И не стоит надеяться, что все пройдет само, лучше сразу обратиться к специалисту.

Но не все так тупо. Например, согласно отзывам о роботизированной трансмиссии Лада-Грант, более половины владельцев этого автомобиля довольны этим управлением. Учитывая, что машина экономичнее и быстрее.

Видео: На АвтоВАЗе запущено производство Lada GRANTA с роботизированной КПП (АМТ).

На современных автомобилях используется несколько типов коробок передач — механическая, автоматическая, вариаторная. Ручная коробка отличается надежностью, но требует от водителя водительских навыков.Автомат намного проще в управлении, но более «капризный» в техническом плане. Недавно конструкторы выпустили еще один вид КПП — роботизированный. В нем постарались совместить надежность «механики» с удобством «пулемета». И они их получили — все больше автопроизводителей оснащают свои машины роботизированной коробкой передач.

Немного об устройстве

Суть такой коробки довольно проста — есть механическая КПП и электронный блок ее управления.В РЦПП все функции, которые должен был выполнять водитель с ручной коробкой (раскрытие сцепления, перевод коробки коробки в нужное положение), выполняют исполнительные механизмы — сервоприводы электронного блока.

За счет этого повысилась надежность КПП за счет использования классической «механики» и увеличилось ее удобство. Водителю нужно только перевести селектор в нужное положение (как в АКПП) и получать удовольствие от езды, а электронный блок позаботится о том, чтобы переключение передач было выполнено.

При этом многие роботизированные боксы оснащены еще и ручным управлением, что позволяет управлять водителем за коробкой самостоятельно, с той лишь разницей, что нет необходимости выжимать сцепление.

Особенности управления

Некоторые режимы работы RCPP, полученные от, а именно:

• «Н» — нейтральный. Режим, в котором крутящий момент на колеса от КПП не передается. То есть двигатель работает, вращение передается на коробку, но из-за положения шестерен на колесах не передается.Используется при длительной парковке Авто, перед запуском, после остановки;
• «R» — движение реверсом. Здесь все просто, водитель переводит селектор в это положение и машина движется назад.

Остальные режимы роботизированной коробки имеют собственное обозначение:

• «A / m» или «E / M» — двигаться вперед. Этот режим соответствует режиму «D» автоматической коробки, то есть машина движется вперед, а коробка передач переключается. В режиме «М» осуществляется ручное управление. Перевод селектора в конкретную канавку выбирается необходимый режим;
• «+», «-» — переключатель передач.Кратковременные переводы селектора в сторону «+» или «-» обеспечивают переключение коробки передач при ручном режиме управления «М».

Нагревает ли ящик?

Вроде все просто, и в управлении такой коробкой нет ничего сложного — достаточно перевести селектор в нужное положение, и начать движение. И еще вы должны знать, как управлять ящиком-роботом, чтобы он работал без проблем.

Начнем с интересного вопроса С. — Нужно ли зимой прогревать коробку передач перед началом движения? Для автоматической коробки зимой Утепление обязательно и выполняется кратковременным переводом селектора на все положения.

Роботизированный бокс, по сути, механический и не требует прогрева. И все же зимой перед началом движения РЦНП следует прогреть, хотя это не совсем обогрев. Во время стоянки масло в коробке стекает и из-за мороза густеет. Поэтому рекомендуется зимой после запуска двигателя дать время, чтобы масло не напилось, а просто растеклось по элементам коробки, уменьшив трение между ними. Достаточно просто постоять пару минут с моторикой головой, пока селектор переводить в разные режимы Не нужно держать его в положении «N».После этого движение следует начать плавно, без резких рывков и проехать так не менее 1 км, что обеспечит полный прогрев масла.

Начало движения на подъем, его преодоление, спуск

Многие автомобили с RCPP не оснащены системой помощи при запуске, поэтому необходимо научиться обращаться к самому водителю. Начиная подъем с роботизированным ящиком, нужно действовать как с «механикой». Для начала движения селектор переводится в режим «А», педаль акселератора плавно нажимается и при этом автомобиль снимается с ручного тормоза.Такое действие исключит автоматический откат. При этом нужно практиковать жать на газ и стрелять с ручного тормоза, чтобы водитель чувствовал двигатель и понимал, когда рукоятка начала включаться и его можно было снять с ручного тормоза.

В начале движения на подъем зимой лучше использовать ручной режим, при установке первой передачи. Не надо сильно люфтить, чтобы не было пробуксовки колес.

При переходе в набор высоты, с выбранным автоматическим режимом, коробка будет запускать самостоятельно сокращенные трансляции, что вполне логично, ведь при повышенных оборотах преодолевать подъем легче.Такая коробка передач оснащена гироскопом, определяющим положение автомобиля, и если датчик покажет подъем, то и коробка будет работать соответственно. Вы можете совершать движение в ручном режиме, фиксируя определенную передачу. Важно понимать, что РЦНП не будет двигаться в натяжении, поэтому при поднятом двигателе должно быть не менее 2500 об / мин.

При спуске никаких действий со стороны водителя не требуется. Достаточно перевести селектор в положение «А» и снять ручник.При этом автомобиль будет производить торможение мотором.

Остановка

, Парковка

И третий важный вопрос — правильность парковки и остановки. После полной остановки автомобиля селектор необходимо перевести в нейтральное положение «N», поставить на ручной тормоз и после заглушить двигатель. При кратковременных остановках переход селектора в нейтраль необязателен, вполне возможно остаться на режиме «А». Но следует учитывать, что при остановке сцепление остается выжатым.Поэтому в пробке или на светофоре, когда остановка задерживается по времени, все равно ехать на нейтраль.

Другие режимы

Это основные правила, как управлять роботизированной коробкой. Но есть и другие особенности, например, у некоторых RCPP есть расширенные режимы — спорт и зима, так называемая «снежинка».

«Снежинка» нацелена на то, чтобы как можно больше закурить и без скольжения начать движение по обледенелой дороге. Все, что она делает, это обеспечивает начало движения сразу со второй передачи и более плавные переходы к повышенным передачам.

Режим

Sport обеспечивает повышенные передачи при больших поворотах, чем в обычном режиме. Это позволяет быстро разогнаться. То есть, если в обычном режиме переход на 2 передачи осуществлялся, например, при 2500 об / мин, то в спортивном режиме этот переход будет осуществляться при 3000 об / мин.

Теперь о возможности перехода из автоматического режима в ручной и обратно во время движения. Роботизированный ящик без проблем позволяет это сделать. Также допускается самостоятельно уменьшать или увеличивать передачу для изменения скорости движения.Но следует учитывать, что электронный блок не передаст коробку полностью, он будет постоянно контролировать работу.

Следовательно, если водитель решит перейти, например, на две программы вниз, то электронный блок даст это сделать, но при этом он контролирует обороты двигателя и, если они не соответствуют выбранной трансмиссии, то электроника самостоятельно перейдет на разрешенную передачу — так называемую «защиту от дурака».

Здесь все просто — электронный блок запрограммирован так, что каждой трансмиссии соответствует определенная частота вращения коленчатого вала двигателя.И если выбранная вручную трансмиссия совпадает с ее диапазоном, коробка переключится, а если нет — включит нужную скорость.

Такая коробка «не терпит» резких нажатий на педаль газа, поэтому лучше двигаться в спокойном режиме. Даже при необходимости разогнаться — лучше на акселератор повредить плавно, при этом стоит перейти в ручной режим. А при торможении следует обратное — перейти в автоматический режим.

Особенностью RCP является наличие небольших толчков при переключении передач.От них можно избавиться достаточно просто — при переключении передач сбросить обороты двигателя, то есть действовать по аналогии с обычной ручной коробкой.

Наличие ручного режима Позволяет выполнить выезд «Русташ» в случае, если машина застряла в сугробе. Но в то же время это не будет рекомендовано в пользу PPC, так как не рекомендуется перекладывать на RCP, это может привести к декалибровке исполнительных механизмов. Поэтому застрявшую машину все же лучше извлечь с привлечением сторонней помощи.

Обязательно выполняйте инициализацию при любой инициализации и диагностируйте состояние RCPP, которое будет устранено еще на ранней стадии.

Есть и другие мелкие особенности таких коробок, которые зависят от производителя. Их лучше сразу спросить, чтобы в дальнейшем не было недоразумений с эксплуатацией роботизированного бокса.

В мире существует несколько автомобильных трансмиссий. Наиболее популярны механическая коробка передач и автомат. На данный момент многие популярные производители начали использовать роботизированную версию в своих новинках.В статье рассмотрим, что это такое — робот-редуктор, какие отзывы он получает и есть ли достоинства и недостатки.

Характеристики коробки

Робот-редуктор, по сути, механический, он просто в него встроен. автоматическое сцепление и переключение передач. Соответственно, работа трансмиссии полностью зависит не от водителя, как в других версиях, а от блока электронного управления. Водителю остается только правильно передать поступающую информацию для корректной работы трансмиссии.

Устройство

Какая коробка передач лучше, автомат или робот, мы рассмотрим чуть позже, для начала нам необходимо знать устройство нового изобретения. Автоматическая коробка передач получила сцепление фрикционного типа. Таков пакет дисков, Ъ или встроенный отдельный механизм. Самой надежной и прочной можно назвать конструкцию, получившую двойной захват. Фольксваген Гольф. Стал первым в мире автомобилем, который был оснащен роботизированной коробкой передач. Отзывы о работе устройства были довольно хорошими, все отметили хорошую реакцию электроники, а также идеальный функционал при разгоне.В этом случае поток мощности не прервался. Это достигается за счет использования двойного сцепления. В этом случае переключение скорости занимает не более 1 секунды. При работе на российских дорогах, к сожалению, срок службы аналогичной коробки передач сокращается минимум вдвое.

Характеристики

Привод сцепления может быть электрическим, гидравлическим. В первом случае следует отметить наличие электродвигателя и механической трансмиссии. Второй тип привода работает за счет работы специальных цилиндров, которые управляются клапаном электромагнитного типа.В некоторых случаях коробка передач представляет собой робот, вариатор которого хорошо скомпонован, оснащен электродвигателем. Он перемещает цилиндры, а также предназначен для поддержания работы гидромеханического блока. Аналогичное устройство, имеющее привод такого типа, отличается длительностью переключения передач. Как правило, он варьируется от 0,3 до 0,5 секунды. Однако если сравнивать с гидравлическими аналогами, то в системе не нужно будет постоянно поддерживать определенное давление. Яркий пример. Таким автомобилем является «Опель», коробка передач робота на этой машине в целом радует многих водителей.

Гидравлические редукторы получили быстрый цикл, обеспечивающий переключение передач за время от 0,05 до 0,06 секунды. Именно поэтому чаще всего такую ​​трансмиссию применяют на гоночных машинах и суперкарах. Примером служат Ferrari и Lamborghini. На машинах, относящихся к бюджетному классу, эту трансмиссию нельзя поставить на сотку даже в качестве дополнительной опции.

Как работает робот CPP?

Большинство механизмов регулируются специальными интеллектуальными блоками трансмиссии робота.Что это? Благодаря этому, то есть работе электронной системы, вы можете отслеживать все необходимые параметры коробки передач. Также датчики анализируют положение трансмиссии, давление масла и другие параметры для передачи в основной блок. После этого электроника сформирует все необходимые действия для выполнения. В виде коротких сигналов они будут входить в электропривод и электрохлопать соответственно, это позволит быстро, но плавно переключать коробку передач.

Режимы работы

Конструкция автомата вариатора и коробки передач робота для многих остается непонятной.Это устройство работает по принципам механики. Однако при желании пользователя его можно переключить на автоматизацию. После того, как человек перейдет в соответствующий режим, электронный блок будет заблокирован. Последний сам проанализирует алгоритм работы. Водителю нужно только нажать на педаль газа и следить за тем, что происходит на дороге. Довольно часто в пробках, судя по отзывам, робот-редуктор становится незаменимым. Если режим ручной, то водителю будет разрешено самостоятельно переключать передачи с пониженной на повышенную и наоборот.Управление может осуществляться с помощью обычного рычага коробки передач.

Актуальность коробки передач в России

К сожалению, отечественные производители практически не используют роботизированные коробки передач для создания автомобилей. Что это такое, многие водители не знают. Однако в 2015 году было заявлено, что автомобили от ВАЗа, относящиеся к серии Priora, будут оснащаться роботом. Такой ящик весит около 35 кг, и он полностью адаптирован под российские дороги и погоду. Например, если старый ящик Пулемет не давал возможности запустить машину при температуре ниже 25 градусов, то робот может показать хорошую работу, даже если эта отметка опустится до -40.Гарантийный срок Роботизированный бокс составляет 3 года, однако производитель заявил, что средний срок эксплуатации составляет 10 лет. Таким образом компания хотела вернуть популярность станкам серии PRIORA.

Преимущества

Отзывы Коробка передач Робот заслуживает очень хорошего. Рассмотрим его основные достоинства. Многие заявляют, что удобно, когда коробка передач имеет все достоинства станка и механики. Соответственно, человек, работающий с машиной, может получить впечатления от АКПП.Но при этом не стоит переживать, что расходуется слишком много топлива.

Главное преимущество такой коробки передач — экономичность. Как говорят пользователи, в конструкцию попало программное обеспечение, которое рационально определяет крутящий момент. А если сравнивать с обычным человеком, электроника не нервничает, не устает, не впадает в депрессию, физические нагрузки на это не влияют. Именно поэтому на мировом рынке роботизированная коробка передач получила большое распространение.

На данный момент такая трансмиссия комплектуется в автомобилях классов A, B, C.Стоит отметить, что «Тойота Королла» также получила трансмиссию робота. Пока что это устройство установлено на немецком автомобиле Volkswagen Amarok. Причем в такой комплектации этого «немца» можно купить как на российском, так и на европейском рынке.

Однако это далеко не исчерпывающий список преимуществ, их еще несколько. Судя по отзывам, эта трансмиссия отличается высокой надежностью. Замена механизмов потребуется только после ввода в эксплуатацию 250 тыс. Км. Часто ремонту подлежит сцепление, которое плохо переносит большие нагрузки, особенно если речь идет о катании на сложных участках.Стоимость роботизированного бокса намного меньше стандартного автомата. К тому же очень неприхотливый в обслуживании редуктор робота. Масло — единственное, что нужно менять каждые 60 тысяч км пробега.

Весовые характеристики

Вес ящика — довольно важный вопрос. По этому параметру трансмиссия показывает себя лучше, чем автомат, так как она намного проще. Снаряженная масса такого бокса для легковых автомобилей будет не более 50 кг, при этом вес машины только начинается с этой отметки и в максимальных положениях достигает 100 кг.Соответственно и автомобилю будет легче с роботом, то есть амортизаторы, колеса и двигатель не будут испытывать сильной нагрузки.

недостатки

Что представляет собой коробчатый автоматический робот, мы уже рассмотрели, также обсудили преимущества станка, работающего на таком устройстве. Однако у него есть и недостатки. Узнай что. Например, главный минус — это скорость переключения передач. Из-за этого на машину может оказываться сильное давление, особенно если человек стоит в пробке.Часто машина разгоняется рывками, что больше подходит для спортивной езды. Именно поэтому для всех любителей спокойной езды производители такой коробки передач установили специальный режим. И если вы справитесь с этой проблемой, то безопасность движения по спускам на такой машине — вопрос довольно актуальный.

Роботизированная коробка не получает постоянных сигналов от двигателя. Именно поэтому часто может выключиться, соответственно машина будет скатываться со склона. Но, к счастью, судя по отзывам, в такую ​​ситуацию мало кто попал.В целом, учитывая все отрицательные стороны, эту коробку в любом случае можно назвать одной из лучших.

Шестерни внутри запястья промышленного робота

С механической точки зрения запястье — это последние три шарнира механизма робота (для шестиосевого робота: J4 / J5 / J6) … Механизм — самая интересная часть манипулятора робота. Мне всегда интересно наблюдать, как эта часть робота построена на разных типах рук. К счастью, у нас есть YouTube, так что можно заглянуть под обложку, не разбирая робота самостоятельно 🙂 Вот краткий список моих любимых видео, демонстрирующих различные решения.

Погруженные в масло шестерни пятой и шестой оси Fanuc M-10iA

KUKAKUKA — производитель промышленных роботов и решений для автоматизации производства. Корпорация KUKA Robotics Corporation имеет 25 дочерних компаний по всему миру, в основном торговые и сервисные подразделения, в том числе в США, … Подробнее Запястье промышленного робота KR500

Запястье мотомана с двумя скрытыми серводвигателями внутри корпуса

Редукторы робота, масло и смазки

Как видите, запястье робота может быть очень сложным.Еще одна интересная вещь внутри манипулятора — редукторы для осей А1-А3. Сегодня все используют гармонические редукторы, которые представляют собой довольно сложный механизм. Ниже приведено видео, объясняющее, как они работают.

Помните, что для бесперебойной и безотказной работы робота необходимо подумать о правильной смазке. Всегда используйте масла и шестерни, рекомендованные вашим поставщиком роботов. Внимательно прочтите руководство по эксплуатации, они могут быть разными для каждой оси!

Промышленные роботы — учебник

Отличный и быстрый способ понять революцию роботов.Все, что вам нужно знать о робототехнике от новичка до эксперта! Подробнее ⏩

За дизайном | Понимание конструкции двигателя и коробки передач — блог Blue Alliance

Автор: Ян Уолтерс
Особая благодарность Autodesk

Зачем тратить время на выбор правильного двигателя и коробки передач?

Выбор правильной комбинации двигателя и коробки передач для конкретного применения очень важен как в FIRST Robotics Competition (FRC), так и в реальных инженерных проектах
.Без соответствующих комбинаций мотор-редуктор ваша команда обнаружит, что ваш робот не работает так быстро и эффективно, как предполагалось, и может
иметь тенденцию перегорать моторы.

Это руководство научит вас основам проектирования и реализации коробки передач. Сначала я расскажу вам о характеристиках двигателя. Далее я расскажу, как выбрать двигатель
и передаточное число с учетом требований приложения. Затем я предоставлю информацию о выборе коробки передач, а затем сделаю обзор двигателей и коробок передач
, доступных в FRC.Наконец, я продемонстрирую, как использовать то, что вы изучили в этом руководстве, на примере задачи и укажу дополнительные инструменты и ресурсы, если вы хотите узнать больше о
.

Это руководство создано в рамках программы Autodesk FIRST High School Intern.

Предварительные требования

— Базовое понимание физики — например, системы силы, крутящего момента, мощности и передачи
— Готовность учиться

Характеристики двигателя

Есть несколько важных характеристик двигателей, которые предоставляют информацию о двигателе и его возможностях.Это выходной крутящий момент двигателя, его потребляемый ток, его выходная скорость, его мощность и его эффективность, каждый из которых я буду обсуждать по очереди. Эти характеристики взаимозависимы и могут быть получены из четырех значений: крутящий момент двигателя при остановке, ток при остановке, ток холостого хода и скорость холостого хода.

Крутящий момент

Выходной крутящий момент двигателя — это сила, с которой может вращаться его выходной вал. Если к двигателю будет приложен слишком большой крутящий момент, его выходной вал остановится или перестанет вращаться.Другие характеристики двигателя обычно записывают как функцию крутящего момента. Обычно он измеряется в Н-м, когда требуются метрические единицы, и в унциях, когда требуются английские единицы.

Текущий расход

Потребляемый двигателем ток — это величина электрического тока, потребляемого двигателем при любой заданной нагрузке. По мере увеличения нагрузки на двигатель (крутящего момента) величина потребляемого двигателем тока линейно увеличивается. Это отношение можно записать как

(1)

Символ	Имя	Шт.	Описание
Я	Текущий	Амперы (A)	Величина тока, потребляемого двигателем
Установить	Стоячий ток	Амперы (A)	Количество потребляемого тока при остановке двигателя
Ifree	Свободный ток	Амперы (A)	Величина тока, потребляемого при отсутствии нагрузки на двигатель
τ стойло	Крутящий момент при остановке	Ньютон-метр (Н-м)	Величина крутящего момента, необходимая для остановки двигателя
τ	Крутящий момент	Ньютон-метр (Н-м)	Величина крутящего момента, приложенного к выходному валу двигателя

Скорость

Выходная скорость двигателя — это скорость вращения выходного вала.По мере увеличения нагрузки на двигатель выходная скорость линейно уменьшается. Это отношение можно записать как

(2)

Символ	Имя	Шт.	Описание
ω	Скорость	оборотов в минуту (об / мин)	Скорость вращения выходного вала двигателя
ω бесплатно	Свободная скорость	оборотов в минуту (об / мин)	Скорость, с которой двигатель вращается без нагрузки
τ стойло	Крутящий момент при остановке	Ньютон-метр (Н-м)	Величина крутящего момента, необходимая для остановки двигателя или предотвращения вращения его выходного вала
τ	Крутящий момент	Ньютон-метр (Н-м)	Величина крутящего момента, приложенного к выходному валу двигателя

Фото: http: // www.engin.umich.edu/group/ctm/examples/motor/motor.html

Мощность

Мощность двигателя — это скорость, с которой двигатель может работать. По сути, это измерение того, насколько быстро двигатель может выполнять работу. Его значение в ваттах определяется уравнением

.

(3)

Символ	Имя	Шт.	Описание
п.	Мощность	Вт	Количество мощности, отдаваемой двигателем
τ	Крутящий момент	Ньютон-метр (Н-м)	Величина крутящего момента, приложенного к выходному валу двигателя
ω	Скорость	оборотов в минуту (об / мин)	Скорость вращения выходного вала двигателя

КПД

КПД двигателя — это показатель того, какая часть электроэнергии, подаваемой в двигатель, преобразуется в механическую энергию.Большая часть оставшейся энергии преобразуется в тепло, что может привести к сгоранию двигателя, если он работает с крутящим моментом / оборотами в минуту, когда его КПД очень низок. Эффективность определяется уравнением

(4)

Символ	Имя	Шт.	Описание
η	КПД	Процент (%)	Процент введенной в двигатель электрической энергии, которая преобразуется в полезную механическую энергию
Pout	Выходная мощность	Вт	Выходная мощность двигателя при заданном крутящем моменте и скорости
Штифт	Потребляемая мощность	Вт	Количество электроэнергии, подаваемой на двигатель
Я	Текущий	Амперы (A)	Величина тока, потребляемого двигателем
В	Напряжение	Вольт (В)	Напряжение, при котором работает двигатель

Фото: http: // www.engin.umich.edu/group/ctm/examples/motor/motor.html

Кривые двигателя

Скорость, потребляемый ток, мощность и КПД двигателя часто наносят на график в зависимости от выходного крутящего момента, чтобы облегчить визуализацию их значений. Все уравнения для этих кривых получены из четырех описанных выше спецификаций с использованием уравнений с 1 по 4 на нескольких предыдущих страницах.

График на этой странице показывает кривые двигателя для двигателя CIM, который очень часто встречается в FRC.

Выбор двигателя и передаточного числа


Теперь, когда вы понимаете спецификации, которые различают двигатели, вы можете работать над выбором двигателя и передаточного числа для вашего приложения. Какой двигатель лучше всего подходит для данной работы, полностью зависит от требований приложения. Это означает, что вы должны определить конечные результаты, например, насколько большой груз вы перемещаете и с какой скоростью вы хотите, чтобы он двигался, а затем преобразовать их в такие требования, как выходной крутящий момент и скорость.

Для начала ознакомьтесь со спецификациями доступных двигателей. На этой странице находится лист технических характеристик двигателя на сезон FRC 2012 года. При выборе двигателя и передаточного числа необходимо учитывать множество факторов, в том числе:

• Как зубчатая передача повлияет на выходной крутящий момент и скорость двигателя. Обычно шестерни используются для уменьшения скорости и увеличения крутящего момента.
• Неэффективность передачи мощности — эффективность каждой ступени передачи или цепи составляет примерно 90%.
• Разница между теоретической и реальной производительностью. Поскольку теоретические характеристики обычно лучше, чем фактические, даже с учетом неэффективности важно выбирать двигатели и передаточные числа с нормальным запасом прочности. То есть убедитесь, что они смогут справиться с нагрузкой, превышающей ожидаемую, на более высокой скорости, чем требуется.
• Величина тока, которую может потреблять один двигатель, ограничивается автоматическими выключателями на распределительном щите.При использовании выключателя на 40 ампер потребление тока ограничивается максимум 40 ампер, а это означает, что вы должны спроектировать двигатели так, чтобы они потребляли менее 40 ампер при ожидаемой нагрузке. Кроме того, робот может потреблять максимум 120 ампер одновременно, что ограничивается главным выключателем.
• При работе двигателей с нагрузкой на остановку или близкой к ней, максимальный крутящий момент, который они могут выдать, приведет к их сгоранию, поскольку большая часть энергии, подаваемой на двигатель, будет превращаться в тепло. Количество тепла, которое может выдержать двигатель, напрямую связано с его общей массой.По этой причине тяжелые двигатели, такие как CIM, с гораздо меньшей вероятностью перегорят, чем более мелкие, такие как двигатели Fisher Price.
• Если ни один двигатель не соответствует вашим требованиям, рассмотрите возможность объединения двигателей в пару. При объединении двух двигателей выходной крутящий момент и потребляемый ток складываются, а выходная скорость не изменяется. Если используются два разных двигателя, их частота вращения должна быть согласована с помощью редуктора. Например, сочетание двигателя Fisher Price и CIM потребует дополнительного редуктора 3: 1 для двигателя Fisher Price, поскольку его выходная скорость примерно в 3 раза выше, чем у CIM.Если выходные скорости не совпадают, это вызовет дополнительное сопротивление в коробке передач и сведет на нет все преимущества наличия нескольких двигателей.

Принимая во внимание все эти факторы в своих расчетах при выборе двигателя и передаточного числа, вы гарантируете, что ваш робот с первого раза будет работать так, как вы предполагаете. Пример задачи в конце этого руководства продемонстрирует, как выполнить эти вычисления.

Доступные двигатели

В этом разделе руководства будут описаны некоторые общие сценарии использования различных двигателей, разрешенных в FIRST Robotics Competition.

Название двигателя	Изображение	Банкноты
Серия RS-500: AndyMark 9015 Fisher Price BaneBots RS-550		Все эти три двигателя очень похожи — единственными отличительными факторами являются их рабочие характеристики. Как правило, они используются в манипуляторах, таких как приводное колесо, подъемник или конвейерная / коллекторная система.
BaneBots RS-775		RS-775 — это более крупная и мощная версия двигателей серии RS-500.Он также обычно используется для манипуляторов. Однако у двигателей RS-775 есть история разработки коротких корпусов, из-за чего некоторые команды избегают их использования.
CIM		CIM — самый большой, самый мощный и самый надежный двигатель, поставляемый командам FRC. Поскольку командам разрешено использовать только 4 из них, они должны быть отнесены к трансмиссии, где их мощность и надежность наиболее необходимы.
Denso (стеклоподъемник)		Стеклоподъемник — это двигатель с червячным редуктором.Его высокий крутящий момент и низкая скорость часто используются в манипуляторах. Из-за червячного привода они не могут работать в обратном направлении, что желательно для некоторых приложений.
Vex 393		Vex 393 был новым мотором сезона 2012 года. По этой причине особого применения он не нашел. Однако его небольшой размер и относительно высокий крутящий момент делают его хорошо подходящим для второстепенных функций в манипуляторах. По мере того, как команды будут более знакомы с ним, этот двигатель, вероятно, найдет более широкое применение в большем количестве приложений.

Фото:
http://www.andymark.com/product-p/am-0316.htm
http://www.andymark.com/product-p/am-0912.htm
http: //www.o-digital.com/uploads/2179/2188-1/DC_Motor_RS_775_7712_197.jpg
http://www.andymark.com/CIM-motor-FIRST-p/am-0255.htm
http: // www.usfirst.org/sites/default/files/uploadedFiles/Robotics_Programs/FRC/Game_and
_Season__Info / 2012_Assets / KickoffKitChecklistRev_A.pdf
http://www.vexrobotics.com/products/accessories/motion/276-2177.html

Выбор коробки передач

Теперь, когда вы выбрали двигатель и передаточное число, вам нужно выбрать коробку передач. Первое требование к выбору коробки передач — выбранный двигатель должен подходить к коробке передач. Хотя большинство двигателей имеют уникальную схему расположения болтов, двигатель BaneBots RS-550, двигатели Fisher Price и двигатель AndyMark 9015 принадлежат к серии двигателей RS-500 и, следовательно, имеют одинаковую схему установки.

Далее коробка передач должна иметь выбранное вами передаточное число.Однако в этом требовании есть большая свобода действий. Некоторые коробки передач могут быть «сложены» вместе, что позволяет добиться большей редукции. Кроме того, не все понижения должны происходить в коробке передач, а вместо этого могут быть достигнуты с помощью систем передачи энергии, таких как звездочки и цепь. Также возможно, что точный редуктор, который вам нужен, недоступен, и в этом случае достаточно близкое, как правило, достаточно.

Наконец, коробка передач должна иметь выходной вал, который можно использовать. Хотя наиболее распространены валы со шпонкой различных размеров, шестигранные валы становятся все более популярными в FRC.Также существует множество различных ступиц для различных типов выходных валов. В конечном счете, это наименее ограничительное требование при выборе коробки передач.

Доступные коробки передач

В следующем разделе представлен список обычно используемых редукторов, совместимых с обычными двигателями.

Фото: http://www.andymark.com/product-p/am-0114.htm

Используя то, что мы узнали

Теперь я проработаю пример задачи, чтобы продемонстрировать, как пройти процесс проектирования коробки передач.На приведенном выше рисунке показан двухступенчатый лифт, элемент манипулятора, обычно встречающийся в FRC. Задача состоит в том, чтобы разработать коробку передач, способную приводить в движение лебедку диаметром 3 дюйма и поднимать лифт на максимальную высоту 84 дюйма за 1,5 секунды. Для решения задачи мы сделаем два основных упрощения: во-первых, мы предположим, что 18-фунтовая нагрузка применяется на протяжении всего пути лифта, тогда как в действительности лебедка должна поднимать вес первой ступени только на половину. расстояния.Во-вторых, мы проигнорируем время ускорения и замедления, поскольку эти расчеты выходят за рамки данного руководства.

Сначала мы переведем все единицы измерения в метрические, потому что с метрическими единицами намного проще работать.



Затем мы должны превратить наши конечные цели в требования, которые можно использовать для выбора двигателя и передаточного числа.
Расчет необходимой скорости вращения лебедки:

Количество оборотов для подъема лифта:

Расчет нагрузки на лебедку:


Теперь мы должны выбрать двигатель и передаточное число.Мы начнем с рассмотрения технических характеристик доступных двигателей и сделаем предположение о том, какой из двигателей может хорошо подойти для этой работы. Мы попробуем использовать один BaneBots RS-550 в качестве отправной точки из-за его высокой мощности, а это значит, что он сможет выполнять работу быстрее. Кроме того, он обычно используется в подобных приложениях, а это означает, что он, вероятно, хорошо подходит для работы в целом. Чтобы упростить оценку, я сделал график кривой двигателя для RS-550.

Во-первых, мы хотим убедиться, что двигатель не потребляет больше 40 А и не срабатывает автоматический выключатель.Глядя на график, мы можем визуально увидеть, что RS-550 требуется нагрузка 0,23 Нм, чтобы тянуть 40 А. Чтобы двигатель не достиг этого уровня даже при большой нагрузке, мы попробуем спроектировать для потребляемый ток 20 А. Посмотрев снова на график, мы видим, что это соответствует крутящему моменту 0,115 Нм. Теперь мы можем рассчитать уменьшение, необходимое для достижения необходимого крутящего момента 3,05 Нм.
Редуктор:
Теперь мы выбрали редуктор 26: 1, что означает, что мы можем рассчитать точную нагрузку, с которой должен столкнуться наш двигатель лифта.
Нагрузка на двигателе:
Теперь мы можем использовать уравнение (1) из «Характеристики двигателя», чтобы вычислить ток, который мы ожидаем от RS-550 при этой нагрузке:
Потребляемый ток:
Наш расчетный ток потребления, 21,0 А, находится в пределах допустимого диапазона 40 А. Затем мы определим скорость вращения выходного вала коробки передач с помощью уравнения (2). На этом этапе расчетов мы учтем КПД коробки передач 75%.
Скорость двигателя:
Теперь мы можем проверить, позволит ли выбранное передаточное число достичь желаемой выходной скорости 357 об / мин.
Скорость коробки передач:
Наконец, теперь, когда мы убедились, что передаточное число соответствует нашим требованиям, мы можем рассчитать, сколько времени потребуется двигателю, чтобы поднять лифт.
Время подъема:
Мы полностью проверили, что наш двигатель RS-550 и коробка передач 26: 1 достигают или превосходят наши первоначальные цели. Поскольку реальная производительность зачастую хуже, чем теоретическая, разумно «перепроектировать» эти системы. Это также гарантирует, что наши упрощения не приведут к тому, что наша система будет работать намного хуже, чем ожидалось.

Когда вы впервые выполняете этот процесс, вам, возможно, придется выполнять вычисления несколько раз, когда вы пробуете разные двигатели и передаточные числа. По мере накопления опыта вы научитесь интуитивно понимать, какие двигатели и передаточные числа лучше всего подходят для вашей работы.

Последний шаг в этом процессе — выбор коробки передач. В этом примере имеет смысл выбрать версию RS-550 коробки передач P60 Banebot с редуктором 26: 1. Он не только совместим с нашим двигателем, но также имеет правильный редуктор и общий.Выходной вал со шпонкой 5 дюймов.

Надеюсь, этот пример задачи помог вам понять процесс выбора двигателя и коробки передач. Кроме того, я надеюсь, что он показал вам, как правильно применять теорию, которую вы изучили ранее в этом уроке.

Список литературы

Этот раздел руководства предназначен для предоставления некоторых дополнительных ресурсов для изучения двигателей и редукторов, а также некоторых инструментов, которые могут ускорить процесс проектирования. Однако НЕ используйте инструменты вместо понимания теории.Вместо этого используйте их, потому что вы проверили их в соответствии со своими собственными расчетами и потому, что вы понимаете, как они работают.

Калькулятор проектирования Джона В-Нойна: Эта таблица может значительно ускорить процесс выбора двигателя и передаточного числа. Однако используйте его только после того, как поймете теорию, лежащую в основе расчетов.

ПЕРВАЯ встреча с физикой: этот урок знакомит с некоторыми фундаментальными концепциями физики, встречающимися в FRC. Я просмотрел его раздел, посвященный теории двигателей и коробок передач, чтобы убедиться, что у меня есть вся необходимая информация для этого урока.Однако в этом учебном пособии содержится немного больше деталей, чем в главе, посвященной двигателям и коробкам передач.

Фото: http://aprettybook.com/2011/09/18/future-engineers/

Нравится:

Нравится Загрузка …

Связанные

Как строятся промышленные роботы? Руководство по компонентам и движению рук роботов | XYZ

Одинаковы ли строения роботов и людей?

У роботов и людей есть общая черта.Люди и механические роботы — какими бы противоположными они ни казались, на самом деле они имеют одну и ту же основную структуру звеньев (костей) и суставов. Основной каркас промышленных роботов, состоящий в основном из роботов-манипуляторов, представляет собой комбинацию звеньев и шарниров. По отношению к человеческому телу части, которые могут свободно сгибаться и двигаться, такие как локоть и плечо, являются суставами, а кости, соединяющие эти суставы, эквивалентны звеньям робота. Принцип движения суставов и передачи энергии по связям распространен как у людей, так и у роботов.

Локоть и плечо человека — это суставы, а соединяющие их кости — звенья.

Роботы условно делятся на два типа в зависимости от того, как расположены их связи: 1) последовательная связь и 2) параллельная связь. Человеческая рука классифицируется как последовательное звено, поскольку ее суставы — плечо, рука и запястье — выровнены последовательно.

Промышленные роботы подразделяются на несколько категорий, таких как вертикальный шарнирный тип и горизонтальный шарнирный тип (робот для сборки с избирательным соответствием Arm-SCARA), в зависимости от движений суставов и конструкции.Пожалуйста, прочтите статью ниже для получения дополнительной информации.

Какие бывают виды промышленных роботов? Руководство по характеристикам основных 6 типов

В этой статье будет объяснено движение и внутреннее устройство промышленных роботов.

Сравнение движения робота и человека

Теперь давайте посмотрим на движение вертикального шарнирного типа, имеющего ту же механическую структуру, что и человеческая рука, в качестве примера.

Вертикальный робот с шарнирно-сочлененной рамой — это промышленный робот с последовательной связью.Обычно он состоит из шести шарниров (6 осей).

На следующем рисунке показано сравнение движения робота и человека.

Оси с 1-й по 3-ю — это поясница и рука, а оси с 4-й по 6-ю — от запястья до кончиков пальцев. Первые три оси перемещают запястье в определенное положение, а следующие три оси перемещают запястье свободно. Эта 6-осевая конструкция позволяет роботам свободно перемещаться, как и люди.

Давайте проверим реальные движения с помощью видео.

Все топоры, от первого до шестого, двигаются как человек.

Что требуется для перемещения суставов?

Теперь давайте подробно рассмотрим внутреннюю структуру промышленных роботов.

На рисунке ниже показана конструкция универсального робота с полезной нагрузкой для малых и средних грузов «R series» от Kawasaki Heavy Industries или Kawasaki. Эта серия R используется в широком диапазоне областей, таких как сборка электронных устройств и дуговая сварка.Поскольку кабели и жгуты могут быть встроены внутри руки, можно избежать помех для периферийного оборудования, и робот может работать в ограниченном пространстве. Его отличительная черта — быстрая работа, которая может соответствовать резким движениям.

На этом рисунке видно, что робот состоит из множества различных частей. Среди этих частей четыре особенно важных: привод, редуктор, энкодер и трансмиссия, каждая из которых будет объяснена отдельно.

Привод

Привод — это компонент, который функционирует как шарнир робота, который позволяет роботу перемещать руку вверх и вниз или вращаться, а также преобразует энергию в механические движения. Может быть трудно понять эту концепцию, но подумайте о двигателях в качестве примера. Точки, отмеченные красными кружками на рисунке ниже, представляют собой положение двигателей серии R.

Однако, если это простой двигатель, такой как те, что используются в наборах пластиковых моделей, невозможно выполнить точную работу, требующую точных движений и точности 0.01мм, например. Поэтому для промышленных роботов используется высокофункциональный двигатель, называемый серводвигателем, который может управлять положением и скоростью.

Наиболее распространенным источником энергии для приводов является электричество, но также можно использовать гидравлическую и пневматическую энергию. Некоторые приводы с гидравлическим приводом уникальны тем, что они могут генерировать большую мощность и обладают ударопрочностью.

Редуктор

Редуктор — это устройство для увеличения мощности двигателя.Один только двигатель ограничен по мощности, которую он может выдать. Для выработки большой мощности двигатели в основном используются в сочетании с этим редуктором. Области, обведенные синим кружком на следующем рисунке, представляют собой редукторы.

Если вы объедините шестерни с разным числом передач и уменьшите вращение двигателя в 10 раз, мощность двигателя будет умножена на 10. Это тот же принцип, что и велосипедная трансмиссия. Велосипеды имеют шестерни разного размера на переднем и заднем колесе.Обычно трансмиссия используется для переключения передач заднего колеса. Когда выбрана большая передача и количество оборотов колес сведено к минимуму, педалирование становится проще за счет скорости, но даже езда по крутым холмам становится намного проще. Другими словами, можно увеличить выходную мощность.

Энкодер

Энкодер — это устройство, которое указывает положение (угол) вала вращения двигателя. Имея кодировщик, он может предоставить ощутимые данные о том, в каком направлении и сколько движется робот.Обычные оптические энкодеры имеют диск, прикрепленный к вращающемуся валу двигателя. Диск имеет прорези через равные промежутки времени, чтобы пропускать свет, и с обеих сторон диска расположены светодиоды (LED) и светоприемные элементы (фотодиоды) для различения интенсивности света (светлый и темный).

Когда двигатель вращается, свет либо проходит через щели, либо блокируется, поэтому угол поворота и скорость можно определить, считывая сигналы. Это позволяет серводвигателям точно контролировать положение и скорость.

Трансмиссия

Трансмиссия — это компонент, передающий мощность, вырабатываемую приводами и редукторами. Трансмиссия также может изменять направление и величину мощности. Рассматривая велосипед в качестве примера, как и раньше, цепь, которая соединяет кривошип с задним колесом, является трансмиссией. Велосипеды приводятся в движение, принимая вращательное движение от педалей и передавая его на заднее колесо с помощью трансмиссии.

Эта идея также применима к конструкции робота.Двигатель, используемый в роботах, обычно размещается рядом с суставами, но его также можно разместить вдали от суставов с помощью механизмов передачи, таких как ремни и шестерни. Например, в запястье роботов серии R, поскольку двигатель может быть установлен на локтевой части руки с помощью кондуктивного механизма, возможно компактное запястье.

Добавление функций с помощью сменного концевого эффектора

Люди могут выполнять различные задачи с помощью инструментов. В случае с промышленными роботами замена устройства, прикрепленного к их запястью, делает роботов очень универсальными и позволяет им выполнять самые разные работы.Это устройство называется «концевым эффектором», и существует огромное количество их, готовых к использованию, включая руки для подъема предметов, устройства вакуумного (всасывающего) типа, а также инструменты для сварки и покраски. Робот может выполнять очень широкий спектр работ, сочетая гибкое движение, обеспечиваемое валами робота, и концевыми эффекторами, ориентированными на конкретную задачу.

В этой статье подробно описана базовая структура промышленных роботов, и с ее помощью мы узнали о компонентах, из которых строится структура — где они расположены и какую роль они играют.Люди могут подумать, что нет необходимости знать или изучать, как устроен робот, при рассмотрении вопроса о внедрении роботов на рабочем месте. Тем не менее, наличие общего обзора поможет упростить определение таких вещей, как возможные виды движений и работ, если посмотреть на количество осей, которые имеет робот, или на то, как робота можно использовать в компании. Для компаний, желающих получить инструкции, подробная информация о каждом промышленном роботе и примеры применения доступны на веб-сайте Kawasaki Robot Division.

Промышленные роботы для гибкой автоматизации

Видео о роботизированных приложениях

Когда дело доходит до фактического рассмотрения установки роботов, даже небольшое знание структур и движений промышленных роботов может иметь большое значение и привести к более подходящей реализации.

SuperDroid Robots — мотор-редукторы постоянного тока, мотор-редукторы, моторы для роботов

Эти мотор-редукторы для тяжелых условий эксплуатации имеют номинальную скорость 82 об / мин и редуктор 1:43.Эти мотор-редукторы оснащены энкодерами и служат отличными моторами для роботов, но отлично подходят для других целей. ТД-045-082 $ 163,45 Нет на складе. Свяжитесь с нами, чтобы узнать о наличии.
	Эти мотор-редукторы имеют номинальную скорость 53 об / мин и редуктор 1: 100.Они отлично работают как с нашими роботами, так и с вашими собственными приложениями. TD-070-053 $ 27,95 Нет на складе. Свяжитесь с нами, чтобы узнать о наличии.

Dacia Easy-R, Краткое руководство по самой доступной автоматической коробке передач в Европе

Dacia по-прежнему производит самые удобные автомобили в своих сегментах, и этот новый вариант коробки передач на удивление дешев для заказа — всего 500 евро (около 563 долл.

Другие автопроизводители взимают почти двойную плату за выбор автоматической коробки передач, а некоторые автопроизводители запрашивают даже больше, в пределах 2000 евро (приблизительно 2250 долларов США). Естественно, они предлагают более совершенные агрегаты, но предложение Dacia не лишено смысла.

После нашей первой поездки на моделях Dacia с автоматизированной механической коробкой передач Easy-R мы решили составить руководство, объясняющее, как она работает.

Мы не будем вдаваться в технические подробности, чтобы вы могли читать дальше без особых технических знаний.План состоит в том, чтобы объяснить, что это за коробка передач Easy-R, чем она отличается и что вы должны о ней знать. Что такое коробка передач Easy-R?


Как мы уже объясняли ранее, новый вариант коробки передач от Dacia не является автоматическим агрегатом как таковым. Вместо этого это «автоматизированное руководство». Этот термин относится к обычной механической коробке передач, в которой управление сцеплением передано от водителя, а механизм переключения передач передан небольшому роботу.

PSA Peugeot-Citroen называет эту технологию «управляемой механической коробкой передач», в то время как другие называют ее «роботизированной коробкой передач».Dacia описывает его как «двухпедальное решение», не стесняясь его корней. В такой коробке передач нет ничего постыдного, ведь это просто старая добрая механика без педали сцепления и обычного механизма переключения.

Поскольку это более простое решение, оно не требует специального или специализированного обслуживания. Это важный аргумент в пользу бренда Dacia, который делает акцент на предоставлении ценности своим клиентам. Кроме того, механизм сцепления включен в гарантию на автомобиль, о чем никогда не мечтают клиенты с руководствами, поскольку он рассматривается как расходный материал для этих транспортных средств. Как это работает?


Как и любая другая автоматизированная механическая коробка передач, Easy-R от Dacia имеет небольшой блок управления. Он соединен через CANBUS с блоком управления двигателем и связан с переключателем передач и педалями. Естественно, мы говорим здесь только о двух педалях, потому что педаль сцепления больше не нужна. В зависимости от условий движения и мощности движения коробка передач принимает решение о своем следующем действии.

Представим себе стартап. Правой ногой на педаль тормоза, поверните ключ, двигатель заводится.В этот момент коробка передач находится в нейтральном положении. Затем водитель переводит селектор в режим заднего хода или в режим движения, если он хочет двигаться вперед.

Когда селектор перемещается, привод с электронным управлением выключает сцепление. При этом робот, управляющий механизмом переключения передач, выбирает нужную передачу. Поскольку водитель по-прежнему держит ногу на тормозе, автомобиль стоит, но сцепление выключено. После выключения стояночного тормоза и отпускания педали тормоза включается режим «ползания».

Некоторые из вас, возможно, привыкли к термину «сканирование». В случае этой коробки передач это относится к тому, когда автомобиль движется вперед или назад после выбора передачи и отпускания тормоза. Обратите внимание, что педаль газа пока не упоминается, потому что режим ползания работает на малых скоростях, подходит для парковочных маневров или медленного движения в очереди. Привод и переключение передач


После выполнения описанных выше шагов представьте, что автомобиль выехал на свободный участок дороги.В этот момент водитель ускоряется. Если в режиме замедленного движения набирается достаточная скорость, сцепление полностью включено. Если нет, то после нажатия на педаль газа. Это позволит избежать ненужного износа диска сцепления, чего невозможно избежать в обычном автомобиле.

Автомобиль обычно ускоряется на 1-й передаче. Вот и наступает момент, когда требуется сдвиг. Что делает водитель? Если активирован режим Drive, никаких дальнейших действий не требуется. Коробка передач отключит сцепление, а механизм переключения переключит вторую передачу.Затем сцепление снова включается. Его можно почувствовать во время вождения, но он более плавный, чем у обычного водителя-человека, который составляет большинство клиентов почти каждого автопроизводителя.

Вторая передача включена, автомобиль продолжает ускоряться. Упомянутые выше действия повторяются до пятой передачи. В случае дизельных двигателей также доступна шестая передача. Передачи выбираются соответственно, как и водитель-человек, но более экономично и с дополнительным комфортом.

Когда достигается третья передача, переключение на четвертую становится почти незаметным, то же самое происходит с пятой и шестой передачей.Небольшой намек от нас: если вы чувствуете момент, когда машина собирается переключить передачу, ненадолго выключите газ, а затем плавно снова дроссель. В результате переключение передач будет более плавным, и ваши пассажиры это одобрят. Ручной режим, переключение на пониженную передачу и кик-даун, что происходит?


На данный момент вам интересно, как работает ручной режим. Ну, он такой же, как и автоматический, с той лишь разницей, что водитель должен переместить селектор переключения передач вперед (к приборной панели) для более низкой передачи или назад (к задним сиденьям) для более высокой передачи.Как объяснялось выше, снятие правой ноги с педали газа — хорошая идея для плавного переключения передач, но не обязательно.

Понижение передачи работает так же, как обычный режим, но активируется, когда водитель убирает ногу с дроссельной заслонки на достаточно продолжительный период, чтобы заставить автомобиль замедлиться до скорости, требующей переключения на пониженную передачу. Этот режим также будет активирован, если педаль тормоза нажата достаточно долго, чтобы вызвать такое же снижение скорости.

Как и в описанном выше сценарии переключения на повышенную передачу, исполнительный механизм на короткое время отключает сцепление, гарантируя, что робот может управлять механизмом переключения без скрежета шестерен, а затем сцепление снова включается.

В случае кик-дауна, отраслевого термина, когда водитель сильно нажимает на педаль газа, коробка передач быстро рассчитает, какую передачу следует выбрать, а затем незамедлительно перейдет к ней. Как?

Сначала исполнительный механизм (электрический на двигателях TCe и электрогидравлический на двигателях dCi) отключает сцепление. Второй шаг означает выбор соответствующей передачи и повторное включение сцепления. Он медленнее, чем гонщик, но быстрее, чем средний человек, а также более комфортен. Почему это особенное?


Easy-R от Dacia — исключительный продукт, потому что он является первым продуктом румынского бренда. Он также неожиданно доступен для решения с двумя педалями и на удивление удобен в управлении. Легко понять, что это не приложение для повышения производительности, но ожидания такого рода от доступного автомобиля связаны с фантастикой.

Тем не менее, новая управляемая механическая коробка передач Dacia не медленная, но и не такая быстрая, как блок с двойным сцеплением или современная автоматическая коробка передач.Мы говорим о единицах с более чем шестью передними передачами, поскольку они, как правило, быстрее.

По сравнению со средним водителем, коробка передач Easy-R Dacia более экономична, удобна и, возможно, в некоторых ситуациях быстрее. Последнее утверждение является приблизительной оценкой с нашей стороны, учитывая тот факт, что человек не может переключаться так быстро каждый раз, когда машина может делать это снова и снова.

Система управления коробкой передач была разработана совместно со специалистами ZF, которые, как известно, обладают обширным опытом в этой области.

Зажимной механизм зубчатая муфта для чувствительной к нагрузке ступенчатой ​​передачи в роботизированном стыке | ROBOMECH Journal

Механизм наклона стойки

На рисунке 2 показана упрощенная схема увеличения силы механизма наклона стойки, разработанная ранее в [8] (двигатели не показаны). После того, как палец приводится в движение в фазе HS двигателем M 1, чтобы достичь объекта. Другой двигатель M 2 затем вращает ходовой винт и приводит зубчатую рейку в привод, обеспечивая высокочастотную фазу руки.Чтобы обеспечить зацепление без заклинивания, ось поворота рейки должна быть расположена так, чтобы противодействующая сила от заклинивания зубьев шестерни вращала рейку против часовой стрелки, позволяла ей проскальзывать через зубья и успешно зацеплять шестерню. После зацепления направление силы реакции зубьев изменяется и удерживает рейку прижатой к опоре по часовой стрелке. Диапазон хода после включения зависит от длины стойки. В приложениях, где требуется более длительный ход ВЧ-фазы, использование стойки и длина ее хода неизбежно влияют на общую длину исполнительного устройства, которая может быть слишком большой, чтобы поместиться в отведенное пространство.На рисунке 3 сравнивается минимальное размещение линейной реечной и круговой зубчатой ​​муфты с зубчатой ​​рейкой длиной L . Даже без учета размещения ходового винта и скользящей опоры линейная стойка требовала размещения не менее 2 L . Следовательно, круглая конструкция может значительно уменьшить общую длину, что приведет к более компактному механизму.

Рис.2

Понятие механизма наклона стойки

Рис. 3

Сравнение минимального размещения зубчатой ​​рейки и предлагаемой зубчатой ​​муфты

Базовая концепция

Основная концепция предлагаемого механизма зубчатая муфта аналогична механизму наклона рейки — мы используем разницу в направлении сил реакции во время заклинивания и зацепления, чтобы обеспечить зацепление без заклинивания.На рисунке 4 показана схема муфты переключения передач. Шестерня G 1 приводится в действие после того, как движение G 3 было остановлено объектом нагрузки, таким образом приводя G 2 в зацепление. Это требует небольшого тангенциального перемещения оси G 2 относительно фиксированной оси G 1, чтобы обеспечить зацепление без заклинивания (радиальное перемещение невозможно из-за чрезмерного уменьшения центра G 1– G 2 расстояние может привести к тому, что шестерни перестанут вращаться).Таким образом, для соединения G 1 и G 2 используется поворотное звено, где \ (\ theta \) — угол между G 1– G 2 и G 2– G 3 линий. Тяга может наклоняться вокруг оси G 1, и в этом документе она будет называться «Тяга с возможностью наклона». Пружина используется для предварительной нагрузки на вращение звена и удержания его прижатым до предела вращения. Предел вращения ограничивает вращение звена по часовой стрелке, предотвращая слишком близкое расположение центров G2 и G3 для зацепления.

Рис. 4

Схема предлагаемого зубчато-сцепного механизма

Предлагаемый механизм зубчатая муфта может быть статически проанализирован отдельно для случаев зацепления и заклинивания.

Состояние стабильного зацепления

В случае нормального зацепления или зацепления шестерни передают входной крутящий момент \ (\ tau _ {in} \) на выходную сторону за счет контактов между зубьями шестерни. Для эвольвентного профиля зубьев [10, 11] нормальная сила, действующая на зубья, имеет угол, равный углу давления \ (\ alpha \) шестерен.На рис. 5 показана схема свободного тела каждой шестерни и поворотное звено в механизме зацепления. \ (F_ {lt} \) и \ (F_ {lr} \) — тангенциальная и радиальная составляющие силы, действующей на звено из-за G 2, соответственно. \ (r_1 \), \ (r_2 \) и \ (r_3 \) — радиусы шага шестерен. Силы трения не учитываются для упрощения модели. Обратите внимание, что для ясности некоторые силы, такие как сила реакции в неподвижных шарнирных соединениях, не показаны на рис. 5.Показаны только силы, связанные с анализом.

В статическом равновесии, при условии контакта без трения,

$$ \ begin {align} F_ {lt} = {} \ frac {\ tau _ {in} (\ cos \ alpha + \ cos (\ theta + \ alpha) )} {r_1 \ cos \ alpha} \ end {align} $$

(1)

Чтобы поддерживать соответствующее межцентровое расстояние для положения зацепления, \ (F_ {lt} \) должен создать момент по часовой стрелке на звене и подтолкнуть его к пределу вращения. Следовательно, в стабильной сетке, когда \ (\ tau _ {in}> 0 \) и \ (\ theta> 0 \), \ (F_ {lt} \ ge 0 \).Комбинируя их с формулой. 1, получаем

$$ \ begin {выровненный} 0 <\ theta \ le \ pi -2 \ alpha \ end {align} $$

(2)

Рис. 5

Статический анализ состояния зацепления

Уравнение 2 показывает, что угол \ (\ theta \) поворотного звена, соединяющего G 1 и G 2, должен находиться в пределах определенного диапазона, иначе \ (F_ {lt} \) изменит свое направление и вызовет G 2, чтобы выйти из положения зацепления, что нежелательно.В \ (\ theta = 0 \), особой точке механизма звена, вращение звена в любом направлении привело бы к тому, что шестерни всегда отодвигались друг от друга, то есть выходили из зацепления. Таким образом, такая нестабильная конфигурация исключена из допустимого диапазона \ (\ theta \).

Состояние отсутствия заедания

В отличие от предыдущего анализа условия зацепления, в котором только угол давления \ (\ alpha \) играл основную роль в определении полезного значения \ (\ theta \), анализ сил в Ситуация заклинивания требует более внимательного изучения физических размеров шестерен.На рис. 6 представлена ​​схема свободного тела механизма шестерня – сцепление при заклинивании. Обратите внимание, что для ясности некоторые силы, такие как силы реакции, в неподвижных шарнирных соединениях не показаны. Пара сил реакции \ (F_ {23} \), \ (F_ {32} \) направлена ​​радиально к центру G 3 и действует в точке заклинивания на пересечении крайних окружностей обеих шестерен. В этом исследовании G 2 приводится в движение против часовой стрелки для \ (\ tau _ {in}> 0 \). Следовательно, вызывает беспокойство только верхняя точка пересечения.{-1} \ left ({\ frac {r_3 (r_3 + m) + r_2 (r_3-m)} {(r_3 + m) (r_2 + r_3)}} \ right) \ end {align} $$

(3)

где м — модуль зубьев шестерни. Статическое равновесие можно проанализировать иначе, чем в случае создания сетки, предполагая контакт без трения:

$$ \ begin {align} F_ {lt} = {} \ tau _ {in} \ left (\ frac {1} {r_1} — \ гидроразрыв {r_2 \ sin (\ theta — \ beta)} {r_1 (r_2 + r_3) \ sin \ beta} \ right) \ end {выравнивается} $$

(4)

Поскольку мы хотим, чтобы звено немного наклонилось и позволяло G 2 проскользнуть мимо застрявшего наконечника, \ (F_ {lt} \) должен обеспечить момент против часовой стрелки для звена, и тогда звено будет предварительно загружено. сила пружины \ (F_ {sp} \), действующая на него.Для успешного устранения помех, когда \ (\ tau _ {in}> 0 \), \ (\ theta> 0 \); при сочетании этого с формулой. 4 получаем

$$ \ tau_ {in} \ left (\ frac {1} {r_1} — \ frac {r_2 \ sin (\ theta- \ beta)} {r_1 (r_2 + r_3) \ sin \ beta } \ right) <- F_ {sp} \ sin \ theta $$

(5)

Чтобы упростить задачу, мы рассмотрим случай, когда предварительный натяг пружины значительно слаб по сравнению с касательной силой звена \ (F_ {sp} \ ll F_ {lt} \), что особенно верно для предполагаемого использования шестерни. сцепление в ступенчатой ​​коробке передач, где на G1 подается высокий входной крутящий момент.{-1} \ left (\ frac {(r_2 + r_3) \ sin \ beta} {r_2} \ right) $$

(6)

Для того, чтобы спроектировать рабочий механизм зубчатое сцепление, угол звена \ (\ theta \) должен удовлетворять как условию отсутствия заеданий, так и условию стабильного зацепления, которое может быть получено из физических параметров зубчатых колес.

Рис.6

Статический анализ состояния помех

Проверка и обсуждение модели.

Экспериментальная модель механизма зубчатая муфта разработана и используется для проверки разработанной математической модели стабильных условий без заклинивания.На рис. 7 и в таблице 1 показаны параметры эксперимента и его характеристики соответственно. Три шестерни и звено расположены, как показано. Входной крутящий момент \ (\ tau _ {in} \) создается кабелем, привязанным к ступице G 1. Ось вращения G 2 закреплена на звене и приводится в движение слабой пружиной, расположенной ниже G 2 и G 3. Выходное звено соединено с G 3. Основание модели выполнено из ABS. пластик и поликарбонат. Шестерни изготовлены из полиацеталя.Поворотное звено изготовлено из алюминия.

Таблица 1 Технические характеристики опытной модели Рис. 7

Экспериментальная установка для проверки модели механизма зубчатое сцепление

Сначала мы устанавливаем положение G 3 таким образом, чтобы заклинивание G 2– G 3 происходило всегда. Выходное звено расположено так, чтобы почти не касаться датчика силы с нулевыми показаниями. Затем мы использовали водные грузы для подачи входного крутящего момента на G 1 через кабель.

В случае заклинивания сила реакции на зубьях направлена ​​радиально к центру G 3 и не может передавать крутящий момент. \ circ \ )].Для подтверждения результата эксперимент проводился трижды для каждого случая. На рисунке 8 показан результат эксперимента в полярных координатах между \ (\ theta \) и \ (\ tau _ {in} \). Все случаи, рассмотренные в эксперименте, представлены маленькими точками, а случаи, которые фактически привели как к стабильному, так и к стабильному построению сетки, выделены на графике (области B и C). Результаты показывают, что диапазон пересечения \ (\ theta \) из модели может разумно предсказать фактический полезный диапазон \ (\ theta \).При θ = 96º минимальный входной крутящий момент для безударного зацепления может быть рассчитан по формуле. 5 быть τ _дюйм > 21,3 мНм. При отклонении от потерь на трение испытательная модель смогла начать свое безударное зацепление при τin = 50 мНм (при 96º). Отклонения от расчетных значений показаны в областях A и C. Основная причина этих отклонений — предположение о контакте без трения в модели. Трение отрицательно влияет на отсутствие заклинивания, как показано в области A; он препятствует проскальзыванию зубцов шестерен и затрудняет выход из положения заклинивания.С другой стороны, в области C трение помогает предотвратить расцепление шестерен даже после превышения расчетного диапазона стабильного зацепления. Однако, если входной крутящий момент низкий, трение поверхности шестерни будет недостаточно большим, и возможно, что шестерни выйдут из зацепления. Следовательно, в качестве руководства по проектированию предлагаемого механизма рекомендуется выбирать \ (\ theta \), близкий к левому пределу пересекаемого диапазона, но не превышающий его.

Рис.8

Результат проверки модели в полярных координатах

.

No related posts.