Устройство роботизированной коробки передач

В чем отличие гидравлики от вариатора

Вариаторы представляют собой отдельное направление. Они не считаются КПП хотя бы потому, что передач как таковых нет. Вариатор представляет собой конструкцию, позволяющую автомобилю осуществлять непрерывный перенос крутящего момента на колеса, что обеспечивает плавный набор скорости.

Отличие вариатора от робота и автомата заключается в конструкции:

1. Состоит из ведущего и ведомого шкивов, расположенных друг напротив друга и связанных металлическим ремнем.
2. Смена передачи осуществляется за счет раздвижения и сдвижения шкивов. Когда они максимально раздвинуты, то это то же, что первая передача, когда сдвинуты, то пятая или даже выше.

Такой бесступенчатый вариатор имеет преимущества и недостатки. В первом случае речь идет о таких вещах, как экономичный режим работы и отсутствие лишних нагрузок. Но при динамичном разгоне двигатель начинает работать шумно, с монотонным гудением. Хотя качественные вариаторы уже работают так же, как классические автоматы, и даже еще экономичнее.

К числу недостатков следует отнести и то, что устройства не работают на пиковых нагрузках, при этом автомобиль с такой трансмиссией требует бережливого обслуживания.

Кроме того, приспособление не подходит для условий, в которых зимой машина долго пробуксовывает в снегу, так что для регионов с суровым климатом это плохой вариант.

В автомобиле коробка робот и автомат: в чем разница, что надежнее, лучше, дешевле?

Развитие, сравнительно невысокая цена, плюс присутствие электронного блока, благодаря которому происходит управление машиной, позволили использовать их на многих серийных автомобилях

Они могут обладать разнообразными типами трансмиссии, а потому появляется вот такой вопрос – чем отличается коробка робот от автомата, что же надежнее и дешевле? Если же отличия есть, то какой именно тип сможет удовлетворить полностью автомобилиста, на какие показатели стоит обратить внимание во время выбора машины?

• Отличается коробка робот от классического автомата конструкцией сцепления. Коробка робот оснащена не гидротрансформатором, а однодисковым или многодисковым сухим сцеплением фрикционного вида.
• В редукторе шестерни располагаются в постоянном зацеплении. Начинают функционировать они благодаря специальным муфтам. Для того, чтобы управлять угловыми скоростями, как правило, применяются синхронизаторы.
• В классической коробке автомат в основном применяется редуктор планетарного вида, который управляется при помощи сложной системы. И в 1 варианте, и во 2 варианте выбирается передаточное отношение с помощью автоматики. Это позволяет автомобилисту избавиться от нужды следить за режимом функциональности мотора и осуществлять переключения.

Автомат или робот

• Если сравнивать коробку автомат и коробку робот в плане экономичности, лидер здесь считается второй вариант. Сухое сцепление имеет меньше механических потерь, чем в гидротрансформаторе.
• Коробка автомат, если посмотреть в другой стороны, обеспечивает плавное движение машины, а потому передвижение на авто считается более комфортным. Есть правда и недостаток данного вида трансмиссии – это дорогой ремонт. И все потому, что его можно выполнять только в профессиональном сервисном центре.

Во время выбора авто (с коробкой робот или коробкой автомат), обязательно учтите все те факторы, которые мы вам перечислили выше. Для недорогой, бюджетной модели огромную роль играет цена машины, стоимость ее содержания. Во время приобретения элитной машины подобные вопросы, как правило, не считаются столь значимыми. Следовательно, и разницы между коробкой робот и коробкой автомат особенной нет.

Роботизированные КПП с двойным сцеплением

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

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

РКПП

Вариатор

Суть и смысл работы вариаторной коробки, которую обозначают как CVT, ничем не отличается от любой другой трансмиссии. Суть устройства заключается в том, чтобы преобразовать крутящий момент, который поступает от силового агрегата на колёса.

Но отличительной особенностью вариатора является то, что момент передаётся бесступенчато. Здесь предусмотрен определённый диапазон регулирования. Именно эта характеристика существенно отличается классический автомат от вариатора.

Что же касается аббревиатуры CVT, то она расшифровывается как Continuosly Variable Transmission. Перевести такое название можно как трансмиссия или коробка передач с непрерывно меняющимся крутящим моментом.

Вы уже примерно поняли, чем отличаются вариаторы от автоматов и какая основная разница между ними. Но этого объективно недостаточно, чтобы отдать какому-нибудь из двух вариантов предпочтение.

Также отличие вариатора от классического автомата заключается в конструктивных особенностях. Выделяют 3 основных типа CVT, которые бывают:

• цепными;
• клиноременными;
• тороидальными.

Если говорить про легковой автомобильный транспорт, то здесь самыми популярными и распространёнными оказались именно клиноременные разновидности вариаторной коробки передач.

1. В состав клиноременного вариатора входит клиновидный ремень. Он располагается непосредственно между двумя шкивами раздвижного типа. Во время движения транспортного средства эти шкивы постоянно сжимаются и разжимаются, обеспечивая тем самым изменения в показателях передаточного числа. Основной задачей вариатора является создать плавное и бесступенчатое изменение крутящего момента. Подобные системы активно используются на легковых автомобилях, в составе снегоходов, двухколёсных технике и пр.
2. Следующей разновидностью вариаторной коробки являются цепные CVT. Передача мощности здесь осуществляется за счёт скошенных торцов оси цепных звеньев. А само тянущее усилие передаётся с помощью специальной цепи. Такие вариаторы не получили широкого распространения, хотя иногда встречаются.
3. Тороидные вариаторы заменили шкивы на диски конусовидной формы. А вместо ремня здесь задействовали специальные ролики. Они характеризуются тем, что могут передавать достаточно большой крутящий момент. Но, чтобы создать подобные детали для компоновки вариаторной коробки, необходимо обязательно использовать сталь высокопрочных сортов. Это негативно сказывается на стоимости, из-за чего многие автопроизводители отказались от идеи установки подобных CVT на свои транспортные средства.

Учитывая очевидные отличия в конструкции и принципе действия, несложно понять, в чём заключается разница между двумя видами рассматриваемых КПП. При этом коробка автомат и вариатор являются достойным решением, каждое из которых имеет свои сильные и слабые стороны.

Если говорить о преимуществах, характерных для вариаторных или бесступенчатых коробок передач, то здесь основным достоинством считается обеспечение непрерывного изменения крутящего момента. Тут отсутствует момент задержки, который характерен для АКПП, где происходит переход с одной передачи на другую. Бесступенчатость и непрерывность вариатора способствует появлению других преимуществ в виде более эффективного расхода топлива и улучшения динамических характеристик мотора. Машины с CVT потребляют меньше горючего и обеспечивают лучшую динамику при разгоне.

При этом вариатор имеет и некоторые очевидные недостатки. Начать следует с того, что CVT не предназначены для использования на мощных двигателях. Установка на автомобиль с повышенной мощностью не даёт использовать потенциал коробки. Она будет быстро разрушаться и изнашиваться.

CVT можно считать сравнительно новой разработкой в сфере автомобильных коробок передач. Потому инженеры пока не придумали, как повысить устойчивость вариатора к высоким нагрузкам, буксировке и активной езде при повышенных оборотах. В подобных условиях ремень вариаторной коробки быстро изнашивается, и происходит поломка всей трансмиссии. Ремонтировать и восстанавливать CVT довольно дорогое удовольствие, превышающие зачастую затраты на ремонт классического автомата.

Устройство CVT

Чем плох робот автомат?

Роботизированная коробка имеет некоторые негативные стороны. Перечислим их:

• Невозможно перепрошить процессор и изменить те задания, благодаря которым происходит управление системы, дабы увеличить динамические показатели машины.
• Автомобиль, оснащенный коробкой робот, имеет небольшую скорость, с которой меняются передачи в коробке с электропроводкой. Здесь нельзя все исправить. А, если и возможно, то для этого потребуется переделывать полностью конструкцию.
• Иногда возникает пробуксовка сцепления, перегрев механизма во время передвижения машины на минимальной скорости. Например, при движении в горку либо же в пробке. Профессиональные автомобилисты советуют в таких ситуациях пользоваться режимом Tiptronic.

Плох ли автомат

• Очень часто возникают рывки, если осуществляется автоматическое переключение передач. Это можно исправить, если сбросить газ перед этой операцией, воспользоваться равномерным движением.
• Некоторые коробки подобного типа считаются «задумчивыми». То есть переключение передач часто происходит достаточно медленно, если сравнивать с коробкой автомат. Такие интервалы иногда составляют до 2 сек.
• Функционирует такая коробка не всегда стабильно. Даже две идентичные машины не дают полную гарантию того, что их коробки начнут функционировать одинаково.

Коробка ДСГ (DSG) и Powershift: особенности и отличия

Итак, роботизированные коробки передач с двумя сцеплениями фактически являются своеобразным симбиозом «механики» и гидромеханического «автомата». Если коротко, такой робот представляет собой две механические коробки, которые объединены в одном корпусе. Одна КПП отвечает за четные передачи, тогда как другая за нечетные.

Каждая из этих «двух» коробок имеет свое отдельное сцепление, причем это не гидротрансформатор, как в случае с АКПП или вариатором. Сцепления выполнены по аналогии с МКПП, бывают «сухими» (пакеты работают без масла) и «мокрыми» (пакеты находятся в масляной ванне).

Коробки – робот данного типа ставятся на разные автомобили с учетом максимального крутящего момента ДВС. Как правило, «мокрое» сцепление встречается на автомобилях с мощным двигателем, так как считается более выносливым и надежным.

Работой трансмиссии и пакетами сцепления управляет элемент под названием мехатроник. Мехатроник представляет собой сложное устройство (ЭБУ АКПП и гидроблок), являясь «мозгом» роботизированной коробки передач.

Благодаря такой конструкции, пока автомобиль движется на одной передаче, следующая передача также выбрана и включена. В момент переключения ЭБУ остается только размокнуть сцепление предыдущей передачи и задействовать сцепление следующей.

В результате преселективная коробка мягко и очень быстро переключается, что обеспечивает почти непрерывную тягу, отсутствие рывков и высокий комфорт. При этом нет потерь, как в АКПП, такой робот экономичен, сама трансмиссия дешевле и проще в изготовлении по сравнению с классическим гидромеханическим автоматом.

Первыми данную КПП начал активно продвигать Volkswagen, оснащая роботом DSG почти все свои модели. Трансмиссия Powershift находится на втором месте после DSG и сегодня устанавливается на подавляющее большинство моделей Ford.

Что касается отличий, для Volkswagen DSG сами коробки, компоненты для них, а также программное обеспечение реализует компания Borg-Warner. Для Ford Powershift трансмиссию, ПО и комплектующие поставляет фирма Luk, а также Getrag.

Однако если говорить о том, чем отличается DSG от Powershift, основные отличия можно выделить в количестве передач и настройках (программном обеспечении), а не в самой конструкции. Другими словами, принцип работы этих КПП одинаков, также большинство узлов и составляющих компонентов устроены похожим образом, однако настроены коробки немного по-разному.

Устройство механической коробки передач

Устройство механической КПП

Конструктивно механическая коробка передач состоит из следующих элементов:

• ведущий или первичный вал;
• ведомый или вторичный вал;
• промежуточный вал (для 3-х вальной МКПП);
• шестерни первичного и вторичного валов;
• механизм выбора передач;
• муфты синхронизаторов (синхронизаторы);
• картер;
• главная передача;
• дифференциал.

При этом устройство и принцип работы двухвальной и трехвальной трансмиссии отличаются друг от друга.

Двухвальная коробка передач: устройство и принцип работы

Схема двухвальной МКПП

Этот тип коробки является наиболее распространенным. Крутящий момент от двигателя через муфту сцепления передается на первичный вал. В зависимости от конструкции конкретной коробки передач часть шестерней на первичном и вторичном валах жестко закреплены на них, а часть свободно вращаются. Также на каждом валу расположен минимум один синхронизатор. Шестерни первичного и вторичного валов находятся в постоянном зацеплении друг с другом. Понять, какие из них зафиксированы, а какие вращаются, очень просто: шестерни возле синхронизаторов всегда вращаются на валу.

Шестерня главной передачи жестко закреплена на ведомом валу. Крутящий момент от вторичного вала к колесам транспортного средства передают главная передача и дифференциал. Последний обеспечивает вращение колес с разной угловой скоростью.

Механизм выбора передач в двухвальной КПП расположен в корпусе коробки и состоит из вилок и штоков, перемещающих муфты синхронизаторов. Механизм оснащен защитой от одновременного включения двух передач.

Принцип работы двухвальной трансмиссии следующий:

1. В нейтральном положении рычага переключения передач крутящий момента от двигателя не передается на ведущие колеса, шестерни на валах свободно прокручиваются.
2. При перемещении рычага водитель перемещает муфту синхронизатора соответствующей вилкой через систему тросиков или тяг.
3. Муфта синхронизирует угловые скорости соответствующей шестерни и вала, на котором расположен синхронизатор.
4. Муфта синхронизатора входит в зацепление с шестерней и крутящий момент начинает передаваться с первичного вала на вторичныый.
5. Происходит передача крутящего момента от двигателя на ведущие колеса с заданным передаточным числом.

Для движения задним ходом используется дополнительный вал с промежуточной шестерней заднего хода.

Схемы передачи крутящего момента на каждой из передач:

Нейтральное положение

1-я передача

2-я передача

3-я передача

4-я передача

5-я передача

Задний ход

Трехвальная КПП: устройство  и принцип работы

Отличие трехвальной механики от двухвальной в том, что здесь используются три вида валов. Помимо ведомого и ведущего также применяется промежуточный вал.

Первичный вал, соединенный со сцеплением, передает крутящий момент на промежуточный. Передача происходит через соответствующую шестерню — таким образом, валы находятся в постоянном зацеплении.

Устройство трехвальной МКПП

Промежуточный вал расположен параллельно первичному, все шестерни на нем жестко зафиксированы.

На одной оси с первичным расположен вторичный вал. За это отвечает упорный подшипник на ведущем валу, в который входит вторичный вал. При этом шестерни ведомого вала могут свободно вращаться и не имеют жесткой фиксации с валом. Шестерни вторичного вала находятся в постоянном зацеплении с шестернями промежуточного вала. Следовательно, в нейтральном положении КПП крутящий момент от первичного вала передается на промежуточный и далее на шестерни вторичного вала. Но поскольку они свободно вращаются на валу, автомобиль не двигается.

Между шестернями вторичного вала находятся синхронизаторы, работа которых заключается в выравнивании угловых скоростей шестерен вторичного вала с угловой скоростью самого вала за счет сил трения.

Синхронизаторы жестко закреплены на вале и за счет шлицевого соединения могут двигаться по нему в осевом направлении.

В отличие от двухвальной КПП, механизм переключения в трехвальной трансмиссии располагается на корпусе коробки и состоит из рычага управления и штоков с вилками. Механизм также оснащен блокирующим устройством для предотвращения одновременного включения двух передач.

Он может также иметь и дистанционное управление. При этом дистанционный механизм переключения обеспечивает кулиса или шарнирные тросы.

Принцип включения передач в трехвальной КПП аналогичен принципу работы двухвальной трансмиссии.

Самые распространенные неисправности

В преселективных 7-ступенчатых коробках DSG (Direkt Schalt Getriebe) сухого типа используются 2 фрикционные муфты сухого трения с электронно-гидравлическим способом управления.

Муфты отвечают за четные и нечетные ряды передач, обеспечивая быстрое и плавное переключение. Но в процессе эксплуатации возникают неисправности, которые выражаются в ударном переключении скоростей или появлении посторонних звуков.

Основные проблемы

После начала массового производства роботизированной 7-ступенчатой коробки передач DSG сухого типа появились проблемы с электронным блоком управления. Контроллер выходит из строя из-за замыкания дорожек внутри конструкции. Сгоревший контроллер подлежит восстановлению (за исключением случаев, когда из строя выходят микросхемы), но ремонт занимает много времени и обходится владельцам дорого. Дополнительно требуется провести диагностику коробки и устранить причину повышенной нагрузки на токопроводящие дорожки блока управления.

Электронный контроллер включает помпу только при падении давления ниже допустимого порога, при достижении верхнего предела насос отключается. В процессе эксплуатации коробки внутренний контур мехатроника перестает держать давление, что приводит к непрерывной работе насоса. Через 10 минут работы привода на панели приборов включается предупредительная надпись Play protection.

Исправный гидравлический контур набирает давление за 1-2 секунды, при утечках помпа или работает постоянно, или отключается на 2-3 секунды. Пренебрежение появившейся надписью приводит к перегреву и повреждению силового привода насоса.

Дополнительной проблемой агрегатов ранних серий 0AM (до 2013 г.) является поломка вилок переключения скоростей. Ранняя модель узла перемещается по втулке, содержащей шаровую опору. При резких переключениях (в момент интенсивного разгона) втулка разрушается, металлические элементы попадают в механическую часть коробки. В результате разрушаются зубья шестерен, а металлическая пыль препятствует работоспособности датчиков, расположенных в мехатронике. С 2013 г. стали применяться монолитные вилки, детали и ранние элементы взаимозаменяемы.

Вторичные проблемы

Дополнительные проблемы, встречающиеся на машинах с сухой 7-ступенчатой коробкой DSG:

1. Вибрации кузова автомобиля в момент перехода с 1 скорости на повышенную, проблема наблюдается и при понижении передач (со 2 на первую). Причиной дефекта является недоработка программного обеспечения контроллера, который резко соединяет диски фрикциона. Для восстановления работоспособности агрегата требуется установить доработанную версию прошивки.
2. Вибрации при равномерном движении на малой скорости на 2 передаче, дефект возникает из-за отсутствия успокоителя крутильных колебаний на втором сцеплении. Отказ от дополнительного успокоителя позволил снизить цену трансмиссии и упростить конструкцию. Владелец может установить модернизированные фрикционные диски LUC с доработанными накладками и перепрограммировать контроллер, но полностью устранить вибрации невозможно.
3. Стук при движении на малой скорости возникает из-за взаимодействия плотно посаженных элементов. При вращении деталей возникают резонансные колебания, которые воспринимаются водителем как стук, сопровождаемый ритмичной вибрацией. При повышении или снижении скорости звук пропадает. Малый объем жидкости в картере способствует усилению звука, который не является признаком неисправности.
4. Толчки при начале движения и при переводе селектора из положения движения вперед в режимы «спорт» и «принудительное переключение» указывают на повреждение фрикционов или мехатроника. Для выяснения причины поломки требуется обратиться в сервисный центр, оснащенный диагностическим оборудованием для коробок DSG сухого типа.
5. Падение динамики разгона, связанное с чрезмерным износом фрикционных накладок. Дефект наблюдается на агрегатах с пробегом более 200 тыс. км или после длительной работы коробки в условиях повышенной температуры (механическое разрушение накладок из-за перегрева).

Износ фрикционных накладок.

Особенности вождения с роботизированной коробкой

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

Требуется ли прогрев

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

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

Начало движения на подъем его преодоление спуск

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

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

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

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

Остановка и парковка

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

Другие режимы

Роботизированные коробки передач поддерживают дополнительные режимы работы:

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

Выводы

Все большую популярность среди автолюбителей набирает коробка передач робот. «Форд» также комплектуется этим новым устройством. Следует заметить, что такая трансмиссия очень удобная, функциональная и при этом неприхотливая. К сожалению, пока не все машины работают с ней, но нередко за дополнительную плату можно поменять коробку передач на эту. Если есть какие-то опасения, что могут возникнуть непредвиденные ситуации, то можно прочесть отзывы о машине, оснащенной такой трансмиссией, и понять, подходит ли такой вариант вам или нет. Как правило, многие водители полностью довольны своим выбором

Именно поэтому при покупке машины лучше обратить внимание на подобные модели