Чем отличается автоматическая коробка передач от роботизированной

Что такое автоматическая коробка передач – какие бывают, различия и какую лучше выбрать

Добрый день, дорогие друзья. Автоматическая коробка передач в автомобиле (АКПП или «автомат») – это трансмиссия, которая вместо водителя самостоятельно нажимает педаль сцепления, и переключает скорости. Она самостоятельно принимает решение, какая и в какой момент времени должна быть включена передача.

Визуально автоматическая трансмиссия отличается от механической коробки отсутствием педали сцепления и положениями рукоятки КПП. В АКПП нет привычных для «механики» указателей передач на селекторе. Вместо цифр на «набалдашнике» селектора, рядом с ним написаны буквы «D» – драйв, «P» – паркинг, «N» – нейтраль, «R» – реверс.

Как работает автомат

Автоматическая коробка передач примечательна тем, что может переключать передаточные числа самостоятельно. Но делается это почти без использования электроники на «голой» механике.

Основную роль тут играют редуктор и гидротрансформатор. Последний следит за тем, чтобы переключение осуществлялось без рывков и ездоков не трясло при переходе с одной ступени на другую. Примечательно, что в автоматической КПП может быть установлено 5, 6, и, даже, 8 скоростей. Такое большое их количество обусловлено тем, что автомобиль может более плавно и гибко менять ступени в зависимости от скорости езды.

Переключение происходит во время повышения или понижения оборотов. Чем быстрее крутится мотор, тем больше увеличивается давление масла в гидротрансформаторе. Чем больше давление, тем выше скорость. Схема проста и незамысловата. Также, подобный подход, как уже говорилось выше, позволяет собирать функциональные автоматические коробки передач почти без использования электроники.

За и против

Первые модели роботизированной коробки передач работали, как обычная механическая. Они оборудовались одним сухим сцеплением, поэтому и оказались не готовы к повседневной эксплуатации в условиях пробок. Надо заметить, что из-за отсутствия потерь крутящего момента на гидротрансформаторе, что входило в минусы автоматической коробки, первыми робота стали использовать производители спортивных машин. В самом деле, на треке не бывает пробок, которые заставляли бы коробку перегреваться, а скорость и точность переключений имеет большое значение в гонке. Ни один водитель, как бы хорошо он ни умел ездить, не сможет каждый раз переключать передачи идеально точно. За ними подтянулись производители суперкаров и далее по цепочке. Появление робота с двумя мокрыми сцеплениями, как показывает динамика развития и использования технологии, станет вехой в её истории, потому что с этого момента робот избавился от пары пунктов из перечня минусов и прибавил в плюсах.

Под разными названиями и с незначительными отличиями производители стали массово оборудовать свои модели такими коробками. Powershift и DSG как символы на бюджетных иномарках в нашей стране очень показательны. Ford и Volkswagen соответственно никогда не спешили с введением новых технологий на самые доступные свои модели, пока не были в них уверены, но Fiesta и Polo сегодня продаются как раз с этой трансмиссией. Остальные европейские и американские производители также вовсю оснащают свои машины роботами. Плюсы и минусы роботизированной коробки передач уже не уравновешиваются между собой. В первую очередь она проще в обслуживании, в отличие от автомата, так как представляет собой механику с управляющим блоком. Современная конструкция с 2 сцеплениями перечёркивает минусы старой коробки с её рывками и перегревом сухого сцепления. Масляный насос, нагнетая масло в коробку, теперь включает в круг и их, а не только шестерни, за счёт чего перегрев не наступает так быстро. Про рывки мы уже говорили, так что нагрузка на агрегаты коробки в новых моделях снизилась, что и обуславливает ещё один плюс, который раньше был минусом, — надёжность. Мы знаем, что сейчас многие недоумённо вскинули одну бровь. Да, всё именно так. Робот раньше не был надёжным, но теперь ситуация изменилась. Снижение нагрузок, нормализация режима работы коробки и более тонкая настройка управляющего блока сделали своё дело.

Устройство сцепления в роботе

Первые «роботы» в автомобилях устанавливались с одним сцеплением. Эксперимент получился неоднозначным. Выявилось достаточное количество недостатков такой конструкции. В результате разработок появились КПП с удвоенным сцеплением. Рассмотрим эти типы коробок и их работу.

Устройство робота с двумя сцеплениями

1. Одно сцепление. Основой коробки переключения скоростей являются два вала: первичный и вторичный. На первичный (ведущий) вал подается вращение от двигателя. С мотором его разделяет сцепление. От вторичного (ведомого) вала посредством шестерен вращение передается на колеса. По команде электроники первый сервопривод разъединяет сцепление, а второй после разрыва занимается перемещением синхронизаторов так же, как это бы делал водитель рычагом на механической коробке. Однако, электроника «бережет» сцепление, и разрыв мощности часто становится заметен в салоне (эффект «кивания головой» пассажиров, когда временно пропадает тяга).
2. Два сцепления. Снизить эффект от негативного воздействия провалов тяги конструкторы попытались с помощью двойного сцепления. В результате появились конструкции, получившие общее название DCT (Dual Clutch Transmission). Позже концерном Volkswagen были разработаны шестиступенчатые коробки DSG (Direkt Schalt Getrieb). Эта аббревиатура, являющаяся просто товарным знаком, стала синонимом всех коробок с двойным сцеплением, также как слово «ксерокс» вошло в обиход не торговой маркой, а бумажной копией. У DSG в конструкции есть два первичных вала, один из которых находится внутри другого. Оба вала имеют соединение с мотором с помощью индивидуальных сцеплений. «Умная» коробка, запуская автомобиль в движение, включает первую скорость, но одновременно на втором валу входит в зацепление шестерня для второй передачи. Второй вал ждет замыкания своего сцепления и одновременного размыкания с первой передачей. Это экономит время переключения и обеспечивает плавность перехода между ступенями. Есть второе название таких коробок – «преселективные» (предугадывающие выбор). Например, для автомобилей Гольф время переключения роботизированной коробки составляет лишь 8 миллисекунд.

Инженеры, усовершенствую конструкцию двойного сцепления, разработали две разновидности этого узла. В первом случае было решено оставить окружение сцепления воздушным («сухой» тип), а во втором случае в узел залили рабочую жидкость («мокрый» тип). У водителей, предпочитающих агрессивный стиль вождения и резкие, глубокие нажатия на педаль газа, сухое сцепление будет часто перегреваться, что приведет к быстрому выходу его из строя.

Для снижения негативного воздействия на фрикционы в блоке залито масло. Отрицательный эффект также появился за счет проскальзывания и небольшой потери мощности в это время, но узел стал выдерживать более суровые нагрузки. Это положительно сказалось на его долговечности.

Преселективные трансмиссии в своем арсенале имеет большинство ведущих автоконцернов, среди которых Fiat, BMW, Ford, Mitsubishi. Показателем перспективности является то, что даже в Porsche признали уместность данной конструкции, ведь компания берет на вооружение только проверенные и перспективные модели. Разработки в этом направлении продолжаются.

Проблемы большинства роботизированных коробок

В отличие от АКПП у «роботов» есть существенный недостаток, негативно влияющий на комфорт управления — здесь нет обратной связи. Человек за рулем автомобиля чувствует смыкание дисков, поэтому переключает передачу быстро и комфортно. «Робот» же, избегая рывков, при переключении очень надолго разрывает поток мощности.

Теряется динамика, да и избежать неприятных толчков при разгоне или при движении на малом газе все равно не удается. Многие водители поэтому при обгоне, чтобы избежать «провалов», просто переключают «робот» в ручной режим управления. Автоматическая трансмиссия этих недостатков полностью лишена — на исправной коробке передачи всегда переключаются комфортно, без рывков, обеспечивая автомобилю неплохие динамические характеристики.

Описанная проблема, правда, встречается не на всех роботизированных трансмиссиях. Все более широкое распространение получают коробки с двумя сцеплениями. В плане комфорта вождения последние превосходят АКПП, при этом обеспечивая большую топливную экономичность даже по сравнению с механической трансмиссией. Но они пока очень дороги, поэтому автомобили эконом-класса сегодня ими не укомплектовываются.

Роботизированная коробка передач (РКПП)

Это совершенно другая, независимая конструкция, общего у них только то — что вам не нужно в ручную, переключать передачи, то есть и на той и на другой трансмиссии есть только две педали газ и тормоз. ВСЕ БОЛЬШЕ НИЧЕГО ОДИНАКОГО НЕТ!

Строение здесь, скорее схоже с механикой, точнее это и есть «механика» (механическая коробка передач», только у нее сверху есть специальный блок который переключается передачи и выжимает сцепление за вас. Называется он «сервопривод», сейчас есть две конструкции, основанные на механическом переключении и электрическом.

Про строение думаю рассказывать не нужно, мне кажется. Сейчас все знают, как работает механическая коробка передач! НЕ все? НУ да ладно буквально пару слов.

Здесь крутящий момент от двигателя передается посредствам двух сухих дисков – сцепления и корзины. Они находятся в воздухе, нет никакой жидкости как у автомата – они постоянно сомкнуты (физическое зацепление), когда вы нажимаете на педаль тормоза они размыкаются и вы можете включить передачу. После того как вы отпустили педаль сцепления, момент от двигателя пойдет через трансмиссию (работает нужная шестерня, нужной передачи), после перейдет на колеса.

Переключает «скорости», как я уже сказал — сервопривод, он получает приказания от ЭБУ – выжимает сцепление – переводит вилку в нужную передачу. Собственно это все.

У роботизированной коробки передач — есть два, а иногда три вала, на которых одеваются шестерни передач. При помощи специальных вилок происходит переключение этих шестерен, они банально переходят в зацепление.

Если на механике вы делаете это вручную, то вот роботизированная коробка делает это через сервопривод.

• Диск сцепления и «корзина».
• Ведомый и ведущий валы (иногда их больше), например на трансмиссии с двумя дисками сцепления.
• Шестерни передач, вместе с синхронизаторами.
• Сервопривод или сейчас электрический привода

Здесь собраны все прелести «механики», но также есть очень много багов и глюков, которые до конца не удалось победить не одному производителю (про это будет отдельная статья).

Принцип работы роботизированной коробки передач такой же, как и у механической коробки передач, только коробка-робот оснащается специальным электронным блоком, задачей которого является управление гидроцилиндрами, которые задействуют сцепление и включает необходимую передачу. Водитель только управляет селектором для выбора переднего или заднего хода движения.

По мере набора скорости автомобилем, автомобиль сбрасывает газ, делая своеобразную паузу, для того, чтобы робот выжал сцепление и включил нужную передачу. Переключение передачи сопровождается ощутимым рывком, особенно при резком ускорении. Поэтому автомобиль Тойота Королла скорее машина для плавной и умеренной езды.

Коробка-робот с двойным сцеплением

Широкое распространение за последние пару лет получили роботизированные коробки передач с системой двойного сцепления. Дело в том, что главным недостатком стандартной коробки-робота считается довольно длительное время, требуемое агрегату на переключение передачи. Зачастую это вызывает провалы в динамике и рывки при активном стиле вождения, что негативно сказывается на уровне комфорта всей поездки в целом. Такая негативная особенность отпугивает немалое количество потенциальных автолюбителей от перспективы приобретения автомобиля, оборудованного роботизированной коробкой передач. Решением проблемы стало использование системы двойного сцепления, которая исключает разрыв потока мощности в момент переключения передачи. Двойное сцепление дает возможность выбрать требуемую передачу еще при включенной предыдущей передаче, и, в случае необходимости, включить следующую передачу не допуская перерыва в работе КПП. Благодаря такой конструктивной характеристике коробки передач с двойным сцеплением получили название преселективных коробок передач.

Еще одно важное достоинство коробок с двойным сцеплением – быстродействие при переключении передач. Здесь скорость перехода с одной передачи на другую зависит исключительно от скорости работы муфт. Так, «роботы» DSG от Volkswagen тратят на переключение не более 0.2 сек., а агрегаты DCT M Drivelogic, производимые компанией BMW, – всего 0.1 cек. Кроме того, «робот», оборудованный двумя сцеплениями, представляет собой весьма компактный агрегат, что особенно актуально для небольших городских малолитражек.

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.