Роботизированная коробка передач

Существует четыре типа передачи. Доля автомобилей с роботизированными трансмиссиями, классическими автоматами и вариаторами на дорогах неуклонно растет, поскольку все больше водителей отказываются от ручной механики. Передачи, не связанные с человеком, постоянно совершенствуются. Их качество, реакция на дорожные события и плавность хода становятся все лучше, а каждая поездка — все комфортнее.

С роботизированной трансмиссией это гораздо удобнее.

Что такое роботизированная коробка передач

Роботизированная коробка передач (РКТУ, или робот) является частью трансмиссии автомобиля. Иногда его путают с автоматической коробкой передач, но это разные вещи. Автоматическая коробка передач состоит из механической коробки передач, автоматических переключателей электрического или гидравлического типа (актуаторов) и блока, управляющего этими переключателями (ЭБУ). То есть, сама коробка механическая, только управление ее работой автоматическое.

Для водителя коробка передач выглядит почти как автоматическая коробка передач. Под его рукой нет рычага переключения передач (в некоторых моделях вместо него установлен рычаг селектора), а под ногами — педаль сцепления. Передачи переключаются автоматически во время движения.

Как она работает

Механическая коробка передач управляется роботом, который использует диск сцепления с маховиком двигателя. Алгоритм, встроенный разработчиками в ЭБУ, реагирует на показания датчиков, выдавая команды сервоприводам.

Это выглядит следующим образом:

• водитель нажимает на педаль акселератора;
• обороты двигателя увеличиваются, автомобиль ускоряется;
• при достижении запрограммированных значений активируются приводы сцепления и вилки переключения передач;
• включена повышающая передача.

Если водитель продолжает ускоряться, ЭБУ посылает еще один сигнал при следующих запрограммированных оборотах двигателя и скорости автомобиля, и исполнительные механизмы снова переключают передачу.

Этот же принцип применим и к понижению передачи при торможении. Мощные процессоры позволяют создавать сложные программы, моделирующие поведение человека в различных ситуациях. Чем сложнее они, тем динамичнее и комфортнее ощущения от вождения.

Особенности РКПП

Эксплуатация роботизированной трансмиссии.

Приводы переключения передач в роботах оснащены электродвигателями или поршневой гидравлической системой. Однако они выполняют одну и ту же задачу — перемещают синхронизаторы шестерен вспомогательного вала и сжимают сцепление.

Основное отличие заключается в том, что гидравлика быстрее и мягче. Однако она дороже, поэтому такие трансмиссии используются в основном в дорогих автомобилях. Самой популярной является DSG от немецкого концерна Volkswagen.

ЭБУ для коробок передач изготавливаются как отдельно, так и в сочетании с блоком управления двигателя внутреннего сгорания. Последний вариант наиболее желателен, если алгоритм управления роботом учитывает показания тех же систем, что и управление двигателем, например, ABS или ESP.

Устройство сцепления в роботе

С точки зрения того, как она взаимодействует с двигателем, существует два типа роботизированных трансмиссий:

• одинарное сцепление;
• двойное сцепление (использование двух сцеплений, включенных попеременно).

Коробка передач с одним сцеплением не отличается от механической коробки передач. Он имеет основной и вспомогательный валы.

Первичная обмотка соединена с диском сцепления. Вспомогательный вал передает крутящий момент непосредственно на колеса. Два вала сообщаются через шестерни разного диаметра. Переключение происходит, когда шестерня на вторичном валу фиксируется для нужной передачи. В коробке передач это делают электрические приводы, получающие сигнал от ЭБУ. Гидравлические приводы-манипуляторы редко используются в однодисковых трансмиссиях.

Двойные диски имеют два главных приводных вала, каждый из которых соединен с собственным диском сцепления. Один вал отвечает за четные передачи, а другой — за нечетные и задний ход. Это техническое решение обеспечивает более плавное включение выбранной передачи. Синхронизаторы приводных валов работают поочередно. Когда один вал переключается с 1-й на 2-ю передачу, ЭБУ уже подает сигнал о подготовке к включению 3-й передачи. Поэтому их также называют преселективными, или преселективными. Это ускоряет сам процесс переключения до 0,2 секунды или менее.

Некоторые производители усовершенствовали исполнительные механизмы и алгоритмы до такой степени, что робот работает так же хорошо, как и человек.

Режимы работы

Управление коробкой передач сводится к выбору режима с помощью рычага селектора:

1. Нейтральный обозначается буквой ‘N’. В этом режиме двигатель работает, но крутящий момент на колеса не передается. Включайте перед началом движения, после остановки, при длительной стоянке.
2. Движение вперед обозначается «A/M», «E/M» или «D». Отпустите педаль тормоза и нажмите на педаль акселератора, когда режим включен. Автомобиль движется вперед автоматически в зависимости от ускорения или торможения.
3. Ручное управление обозначается буквой «M». Автомобиль движется вперед, и водитель самостоятельно переключает передачи, нажимая на подрулевые лепестки или рычаг селектора в положение «+» или «-«. Одновременно выбирается только одна передача.
4. Передача заднего хода обозначается символом «R». При выборе этого режима возможна передача заднего хода.
5. Режимы «Зимний» и «Спортивный» могут быть доступны на некоторых трансмиссиях.

Концепция роботизированной трансмиссии.

Существуют также особенности вождения, к которым водитель должен привыкнуть, иначе он попадет в неприятные ситуации.

К ним относятся следующие:

1. Вождение в автоматическом режиме предполагает движение по дорогам с хорошим твердым покрытием. При езде по грязи летом и глубокому снегу зимой вы рискуете заглохнуть. Алгоритм будет давать ошибочные команды, и передачи будут включаться неправильно. Такие ситуации увеличивают износ деталей и механизмов, повышая риск поломки.
2. Педаль акселератора следует нажимать плавно, не вдавливая ее в пол. Необходимо следить за оборотами двигателя, фиксировать моменты переключения, избегать перегрузок.
3. Если автомобиль не оборудован системой помощи при старте на подъеме, включите стояночный тормоз так же, как и в случае с механической коробкой передач, чтобы предотвратить скатывание автомобиля назад.
4. При остановке более чем на 60 секунд на светофоре или в пробке рычаг переключения передач должен находиться в нейтральном положении.
5. При длительных остановках на стоянке сначала установите селектор в нейтральное положение, затем включите стояночный тормоз, отпустите педаль тормоза и выключите двигатель.
6. Каждый производитель указывает частоту, с которой ЭБУ должен проходить повторную калибровку (также известную как инициализация или обучение). Это необходимо сделать из-за износа диска сцепления. Эту процедуру следует выполнять каждые 10000-15000 км.
7. Зимой при низких температурах воздуха на прогрев трансмиссии уходит ровно столько же времени, сколько на прогрев двигателя.

Основные отличия РКПП от АКПП

Оба типа коробок передач выполняют одну функцию — они избавляют водителя от необходимости переключать передачи во время движения автомобиля.

Однако, поскольку это структурно разные механизмы, они отличаются в эксплуатации и обслуживании:

1. В автоматической коробке передач жидкость ATF является частью рабочего механизма. В автоматической коробке передач масло присутствует для смазки механических компонентов, но его объем в несколько раз меньше. Кроме того, его нужно менять гораздо реже.
2. Автомобиль-робот более динамичен в движении и расходует меньше топлива. Это связано с тем, что вес и габариты автомата больше, чем у робота, а переключение передач в автоматической коробке передач происходит быстрее.
3. Вождение автомобиля с автоматической коробкой передач более комфортно, поскольку переключение передач происходит более плавно, а робот не может гасить рывки при переключении.
4. Износ фрикционов происходит медленнее, чем износ сцепления.
5. С роботизированной трансмиссией можно перейти на ручное управление. Он не является полным, потому что переключается только на одну позицию, и нет возможности одновременно переключиться, скажем, с 2 на 4. Автомат также не дает водителю такой возможности.

Плюсы и минусы

Роботизированные трансмиссии получили широкое распространение благодаря своим преимуществам. Однако у них есть и недостатки, о которых лучше узнать до покупки автомобиля, чтобы быть к ним готовым.

Схема системы SensoDrive.

Преимущества:

1. Время разгона до 100 км/ч при аналогичных других параметрах практически такое же, как и с механической коробкой передач.
2. Расход топлива сопоставим с расходом топлива при механической коробке передач и на 30% ниже, чем при автоматической коробке передач.
3. Износ диска сцепления происходит медленнее, чем в ручном режиме.
4. Робот работает более точно, чем человек, поэтому валы и шестерни в трансмиссии будут изнашиваться меньше и прослужат дольше, чем при ручном управлении.
5. Расходы на ремонт и техническое обслуживание в среднем ниже, чем при использовании автоматической коробки передач.

Негативы:

1. При движении автомобиля возможны рывки и толчки.
2. Алгоритм, встроенный в ЭБУ, не имеет человеческой реакции на дорожные ситуации. Поэтому при необходимости ускорения или торможения в экстренной ситуации могут возникнуть ошибки.
3. Роботу нужны более длинные передачи для принятия решений и более мощный двигатель для поддержания импульса.
4. Если система помощи при старте на подъеме отсутствует, автомобиль может откатиться назад при старте «в гору».
5. Невозможность «прошивки» блока управления. Алгоритм переключения передач — это изобретение производителя, которое невозможно отрегулировать.
6. Езда в условиях интенсивного движения негативно влияет на узлы и механизмы коробки передач, приводя к их раннему разрушению.

Признаки неисправности

Как и любой механизм, коробка передач робота подвержена износу в процессе эксплуатации и может выйти из строя. Неисправности делятся на механические и связанные с блоком управления. Каждый из них имеет свои проявления.

Признаки механических неисправностей:

• Пробуксовка при движении по гладкой, твердой поверхности указывает на износ диска сцепления;
• Если передача не переключается, это может свидетельствовать о неисправном приводе;
• Шумы при езде могут быть вызваны многими причинами, и для определения неисправности необходимо провести диагностику компонентов;
• Повышенный шум при переключении передач может быть вызван износом и повреждением шестерен на валах коробки передач, износом вилок селектора коробки передач;
• Индикатор Check Engine на приборной панели указывает на необходимость проведения компьютерной диагностики.

Признаки ошибок ЭБУ:

• нарушается режим работы робота, переключения передач происходят неправильно или не вовремя;
• рывки при переключении передач становятся сильнее;
• при перемещении рычага селектора вперед или назад автомобиль не заводится;
• загорается индикатор Check Engine.

Для того чтобы выяснить причину неисправности, необходимо провести надлежащую диагностику с использованием специализированного оборудования.

Актуальность коробки в России

Автомобили с роботизированными коробками передач довольно популярны среди наших автомобилистов. Опросы показывают, что доля россиян, готовых купить автомобиль с механической коробкой передач, колеблется в пределах 15-20%. Следует отметить, что доля желающих использовать классический автоматический автомобиль в 2 раза выше.

В крупных городах платежеспособные слои населения выбирают автоматическую коробку передач из-за большего комфорта при вождении и меньшего количества проблем с эксплуатацией в условиях частых простоев на дорогах. При этом цены на автомат и хороший преселектор находятся на одном уровне. Но если цены на топливо продолжат расти, многие сделают выбор в пользу автоматической коробки передач (которая дешевле в эксплуатации), особенно если поездки не ограничиваются маршрутами «дом-работа».