Автоматизация переключения передач — благо несомненное. Но применение АКПП всегда сопровождается ростом объёма оборудования, сложностью, а значит и высокой удельной стоимостью в общей цене автомобилей. Не для всех категорий машин это приемлемо. Особенно при неизбежном снижении экономичности, ведь КПД механической коробки остаётся максимальным для всех типов трансмиссий. Так и появилась роботизированная коробка передач, что это такое — станет понятно при изучении её принципиального устройства.
Содержание
Место роботов в ряду автоматических коробок передач
Решение проблемы выглядит естественным — достаточно взять обычную механику и снабдить её электроприводами переключения передач и управления сцеплением. Так будут совмещены сразу две особенности разных типов коробок, на переключение водитель уже не будет отвлекаться, педаль сцепления тоже можно упразднить, а отсутствие проскальзываний и потерь повысит экономичность до уровня обычной МКПП.
Долгое время задача не имела простого решения:
Тем не менее, сама идея выглядела заманчиво, что и привело в конечном счёте к появлению первых серийных образцов.
Два типа роботизированных коробок
Кроме автоматизации переключения, разработка узлов и алгоритмов мехатроники, то есть объединения преимуществ точной механики с возможностями и скоростью электронных технологий, позволила создавать трансмиссии с совершенно новыми свойствами. Но изначально это были просто МКПП с сервоприводами. Принцип работы роботизированной коробки передач заключается в прямом электронном управлении механикой, без дополнительных гидравлических устройств.
Роботы с одним сцеплением
С точки зрения потребителя, который не желает разбираться в технике и выяснять устройство роботизированной коробки передач, это обычный «автомат». Педаль сцепления отсутствует, имеется классический селектор выбора режимов. Как и у всех современных коробок, он не связан с механизмами, а лишь задаёт режим электронному блоку управления.
Самые первые роботы всё же требовали вмешательства водителя. Ему не надо было вручную выбирать передачу, но обозначать момент приходилось, подсбрасывая газ. Сейчас электроника всё делает сама. Она выберет момент переключения, снизит крутящий момент двигателя, выжмет сцепление, переведёт вилки и муфты КПП в нужное положение и вновь добавит газ, одновременно плавно сомкнув диски сцепления.
В состав типичного робота входят:
У людей, впервые столкнувшихся с установленным на машине роботом, может возникнуть вопрос, как правильно ездить на роботизированной коробке передач. В общем случае об этом можно не задумываться. Не сложнее, чем на любом другом автомате. Разве что иногда стоит подсказать коробке желательный момент переключения, уменьшив подачу топлива. Но постепенно блок и сам адаптируется под стиль езды, начав неплохо угадывать желания человека после запоминания полученной информации о его стиле езды. И вспомнить о наличии ручного тормоза, режим паркинга тут не предусмотрен, а оставлять машину на передаче не все роботы позволяют, да это и нежелательно с точки зрения техники.
Преселективные коробки с двумя сцеплениями
Получив в своё распоряжение успешно работающий мехатроник, инженеры использовали его для создания более совершенной автоматизированной коробки с предварительным выбором передачи. При разгоне на перевод муфты синхронизатора на следующую ступень затрачивается немало по меркам спорта времени. Было решено применить два вала, отдельно для чётных и нечётных передач, каждый со своим сцеплением.
В такой коробке, широко известной как DSG, что буквально означает наличие двух сцеплений, оба из них нормально выключены, а сигнал на включение поступает только на то, которое требуется в данный момент. Например, происходит разгон на третьей передаче, замкнуто нечётное сцепление. Коробка по сигналам своих датчиков догадывается, что предстоит быстрый переход на четвёртую передачу. Она и будет включена заблаговременно на чётном валу. В оптимальный по соображениям минимального времени разгона момент останется лишь разомкнуть сцепление нечётного вала, одновременно сомкнув на чётном. Процесс произойдёт максимально быстро, не потребуется даже снижать обороты двигателя, достаточно лишь чуть уменьшить крутящий момент, чтобы избежать повышенного износа. И чем интенсивней разгон, тем меньше внимания уделяется сохранности дисков сцеплений, зато выше скорость перехода на следующую ступень.
Такие коробки тоже являются роботизированными, хотя у них совершенно иной путь развития, причины появления и характерные особенности. Тем не менее, это также механическая коробка с электронным переключением. Но в среде автомобилистов всё же принято считать, что робот — это то, что с одним стандартным сцеплением, а DSG уже совершенно другое дело.
Достоинства и недостатки автоматизированных МКПП
С точки зрения человека за рулём и самой философии построения современных автоматических коробок, все они одинаковы. Везде наличествуют только две педали, селектор и типовые режимы работы. Даже структурно они схожи. Механический выбор передаточного числа и фрикционные муфты для смягчения скачков момента при переключениях. Не очень важно в теории, как именно это реализовано на практике, и чем робот отличается от автомата. Цилиндрические косозубые шестерни, муфты и синхронизаторы в роботах, планетарные передачи в классическом гидроавтомате, ремень на конических шкивах в вариаторе. Гидротрансформатор в АКПП и вариаторах, демпфер в роботе. Пакеты фрикционов или сухие диски. Даже в преселективах ещё окончательно не решено, использовать сухие однодисковые или мокрые сцепления пакетного типа. А вариаторы стали появляться гибридного типа, где в одном корпусе объединены коническая ременная передача с планетарным двухступенчатым редуктором от классики.
Тем не менее, выделить некоторые особенности пока можно, ещё не все коробки эволюционировали к единому типу. И здесь у робота найдутся некоторые плюсы:
Из недостатков можно отметить только относительно медленную работу и некоторую невнятность в сложных ситуациях. Но первое потребуется разве что спортсменам, а второе поддаётся коррекции при совершенствовании алгоритмов управления. Было бы желание у производителей и потребителей всем этим заниматься. Роботизированная коробка передач плюсы и минусы выявляет только до отработки всех тонкостей в конструировании трансмиссий, став совершенной, она просто может занять своё место в ряду конкретных технических решений.
Применение в современных автомобилях и перспективы
К сожалению, первые несовершенные роботы создали у потребителей сильное предубеждение к подобным коробкам. Их считают медленными и непредсказуемыми, особенно на фоне прошедших долгий путь развития классических автоматов. Народное мнение настолько инертно, что изменить его уже вряд ли получится. В результате многие компании отказались от применения автоматизированных МКПП, а другие близки к такому решению. Хотя последние версии роботов уже давно избавлены от многих недостатков. Настолько, что если усадить в машину с роботом самого убеждённого их противника, он будет удивлён и даже заподозрит, что его обманывают, а на автомобиле стоит классический автомат.
Именно так, современные коробки по потребительским качествам для среднего водителя настолько сравнялись, что сразу определить тип КПП довольно затруднительно. Едут они в спокойном режиме примерно одинаково, робот, DSG, гидроавтомат это, или даже вариатор, который научили имитировать дискретные переключения. Разницу можно выявить только замерами, где одни коробки переключаются быстрее, другие медлят, а у третьих подозрительно много ступеней. За какие свойства АКПП стоит переплачивать, а какие неважны — решать покупателю, которому теперь известно, роботизированная коробка передач, что это такое и чем она хороша.