Прогрес не стоїть на місці, а бажання людини зробити свій побут зручнішим, підштовхує його на нові винаходи. Намагаючись полегшити життя водія по численних пробках, виробники автомобілів постійно вдосконалюють свої дітища, застосовуючи всілякі новації. Ось і до механічної коробки передач на автомобілі вигадали автоматичне зчеплення. Склавши разом поняття автомат і механіка, конструктори отримали пристрій під назвою роботизована коробка передач, що поєднало в собі плюси та мінуси обох агрегатів.
Влаштування роботизованої коробки
Багато автовласників вважають, що роботизована коробка є звичайним автоматом з якимись особливостями. Але це не так. За основу конструкції розробники взяли механічну коробку, надійнішу, ніж автоматична, додавши до неї спеціальні пристрої, що відповідають за вижимання зчеплення з перемиканням передач.
У звичайній механіці перемиканням передачі з вичавлюванням зчеплення управляє безпосередньо водій. Він самостійно, орієнтуючись на дорожню ситуацію, використовуючи педаль зчеплення з важелем КПП, вибирає необхідну передачу згідно з часом її включення. Винахідники вирішили виключити водія з цього ланцюга, довіривши всі дії автоматики та комп'ютера. Встановивши вузли-актуатори, вони уможливили автоматичне перемикання роботизованої коробки, основою якої залишилася механіка.
Роботизована механічна коробка передач, поєднала позитивні моменти постій механіки та автомата – паливну економічність, простоту ремонту та інше з можливістю їзди в автоматичному режимі без використання педалі зчеплення. При цьому вона зберегла можливість ручного керування за допомогою важеля або підрульових перемикачів за принципом Типтроніка.
Принцип роботи
Коробка робот працює за допомогою вузлів-актуаторів. Отримуючи інформацію про швидкість руху, обороти двигуна, датчики ABS і ESP з бортового комп'ютера і діючи через свою механічну частину, вони вичавлюють зчеплення, переміщують синхронізатори в коробці, вибираючи необхідну передачу. Сервопривід, відповідальний за зчеплення, прийнявши необхідну команду, роз'єднує первинний вал із двигуном. У цей час другий сервопривід, обравши потрібну передачу, вмикає її. Після включення перший актуатор відновлює зчеплення та автомобіль продовжує рух.
Сервоприводи, які має робот, можуть бути двох видів – електричні та гідравлічні. Електричний є кроковий електродвигун, що переміщає через редуктор свою виконавчу частину. Гідравлічний привід впливає через гідроциліндр, який отримує команди від електронного блоку керування. Тому його ще називають електрогідравлічним.
Плюси та мінуси роботизованої коробки передач
- Коробка робот, виконана на базі механіки, має високу надійність у порівнянні з автоматом і варіатором;
- Робочий об'єм роботизованої коробки значно менший за автоматичну, і, отже, меншу кількість використовуваної олії;
- Зчеплення робота має збільшений на 30% ресурс;
- Багато модифікації мають функцію перемикання передач вручну за принципом Типтроніка на автоматі;
- Робот дешевше при виробництві та ремонті порівняно з варіаторною та автоматичною коробками;
- Роботизована коробка передач важить набагато менше, ніж автоматична, що дає перевагу для установки на малолітражні автомобілі;
- Дозволяє знизити витрати палива за рівних умов проти використанням інших видів коробок передач.
Крім переваг робот має такі недоліки:
- Коробка передач робот з електричним сервоприводом має значну затримку перемикання, що досягає 2-х секунд, яка викликає дискомфорт при розгоні та динамічній їзді;
- При використанні гідравлічного приводу застосовується гальмівна рідина, що постійно перебуває під тиском, прискорюючи процес перемикання до 0,05 секунд. Але гідравлічний привід суттєво дорожчий у пристрої, він підвищує енергонавантаженість мотора, будучи долею дорогих автомобілів або спорткарів;
- На звичайному роботі немає можливості адаптації під стиль їзди водія. Якщо автомат може підлаштуватись, то робот підтримує тільки один стиль, який встановлений як прошивка в блоці управління.
Преселективна коробка. Рух у правильному напрямку
Через свої недоліки коробка перемикання передач була зустрінута першими покупцями досить негативно. Основна претензія була в тому, що робот працює із ривками під час руху. Але конструктори, бачачи перспективу конструкції у її простоті та дешевизні, не відмовилися від виробництва, продовживши пошуки рішення.
Для виправлення ситуації, щоб уникнути затримок перемикання, виробники запропонували використовувати коробку з двома незалежними зчепленнями. Таке рішення дозволило повністю позбавитися ривків і затримок, збільшивши динаміку автомобіля, додавши комфорт водієві з пасажирами.
Першими, хто почав серійно випускати такі пристрої, були Audi та Volkswagen, що почали встановлювати коробки DSG і S-Tronic на свої автомобілі з 2003 року.
Подвійне зчеплення дозволило включати наступну передачу при вже включеної передачі, переходячи на неї без перерви в роботі коробки, зберігши тягу в повному обсязі. Тому інша назва коробки з подвійним зчепленням – преселективна, що означає вибрана.
Якщо звичайна коробка у пристрої має по одному первинному та вторинному валу, то така отримала у свою конструкцію їх по два, призначені для парних та непарних передач. При цьому первинні вали вставлені один в інший за принципом матрьошки, з'єднуючись з кожним двигуном окремим багатодисковим зчепленням.
При включенні першої передачі одному з вторинних валів початку руху замикається перше зчеплення, автомобіль рушає. Розумна електроніка, розуміючи, що далі має бути друга замикає наступну шестерню на іншому вторинному валу, але друге зчеплення залишається при цьому розімкненим, не вносячи конфлікту в роботу коробки. Як тільки необхідну швидкість буде досягнуто, відбудеться одночасне вимикання першого зчеплення з включенням другого. І так далі. При гальмуванні процес аналогічний, лише у зворотний бік. Виходить, що у такої коробки одночасно включені дві передачі, що ще раз підтверджує її назва преселективна.
Швидкість перемикання преселективної коробки робота дуже висока, що перевищує за показниками швидкості роботи деяких спортивних автомобілів. Наприклад, робот серійного Гольфу має швидкість перемикання 8 мілісекунд, що менше часу моргання ока, а у Феррарі Ензо роботизована коробка перемикається за 150 мілісекунд. Відчуйте різницю, як то кажуть.
Гідності й недоліки
Поєднавши найкраще від усіх розробок, коробки передач з подвійним зчепленням стали економічнішими і швидшими за звичайні механічні. При цьому вони комфортніші для пасажирів, ніж інші. Маючи малі габарити, роботи переважно у використанні для малолітражних автомобілів в порівнянні з автоматичними коробками.
Але незважаючи на велику кількість плюсів, є значні мінуси. Недоліками преселективної коробки є її складність ремонту за високої вартості виробництва. До недавнього часу також була проблема при передачі великого моменту, що крутить, але зараз вона вже вирішена.
Підбиваючи підсумки
І сьогодні багато іменитих виробників, таких як Ауді, Фольксваген, Опель, Фіат, і навіть Порше визнали перспективність цього напряму, все більше схиляючись до використання роботів у масовому виробництві. Враховуючи всі позитивні моменти при здешевленні виробництва, роботизовані коробки незабаром повноцінно увійдуть у життя автомобілістів, значно потіснивши механіку з автоматом.
Так / ні