Роботизированная коробка переключения передач

Содержание 

 

Введение	2
Устройство роботизированной коробки передач	4
Принцип действия роботизированной коробки передач	9
Контрольно-измерительные  приборы и материалы применяемые  при обслуживании РКПП	11
Основные этапы проверки РКПП. Виды методы и параметры диагностирования	15
Причины неисправностей и  основные факторы влияющие на долговечность	16
Периодичность обслуживания РКПП (на примере автомобиля Mitsubishi Outlander XL)	20
Техника безопасности и охрана окружающей среды	20
Заключение	22
Используемая литература	23

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Роботизированная  коробка передач (обиходное название – коробка-робот) представляет собой механическую коробку передач, в которой функции выключения сцепления и переключения передач автоматизированы. Название "роботизированная коробка передач" свидетельствует о том, что водитель и условия движения формируют только входную информацию для системы управления, а работой коробки передач руководит электронный блок с определенным алгоритмом управления.

Роботизированная  коробка передач сочетает в себе комфорт автоматической коробки  передач, надежность и топливную  экономичность механической коробки  передач. При этом «робот» в большинстве  своем значительно дешевле классической АКПП. В настоящее время практически  все ведущие автопроизводители  оснащают свои автомобили роботизированными  коробками передач, устанавливая их на всю линейку моделей от малого до премиум класса.

 

Рисунок 1. Роботизированная коробка переключения передач Easytronic автомобиля Opel Corsa

 

 

Как и многие механизмы, роботизированная трансмиссия была несовершенной (о ее плюсах и минусах  мы поговорим позже) и именно из-за этого автомобили с «роботами» первого  поколения не пользовались у покупателей  успехом. Ситуация была исправлена с  выходом на рынок роботизированных трансмиссий второго поколения  – с двумя сцеплениями. Их еще  называют преселективными коробками  передач.

Первоначально такими «роботами» оснащались автомобили концерна Volkswagen (Volkswagen, Audi, Seat, Skoda), сегодня подобными  трансмиссиями оборудуются машины и других марок (BMW, Ford, Fiat).

 

 

 

Рисунок 2. Роботизированная» 2-вальная КПП с электрогидравлическими исполнительными механизмами (Citroen):

1 - Первичный вал; 2 – Вторичный вал; 3 – Электрогидравлический исполнительный механизм; 4 - ЦПУ

 

 

Устройство  роботизированной коробки передач

Роботизированные  коробки передач различаются  по конструкции, вместе с тем, можно  выделить следующее общее устройство роботизированной коробки передач:

• сцепление;
• механическая коробка передач;
• привод сцепления и передач;
• система управления.

 

 

 

Рисунок 4. Устройство роботизированной коробки с двумя сцеплениями:

1 – первичный  вал четных передач; 2 – первичный вал нечeтных передач и заднего хода; 3 – масляный насос; 4 – двойное сцепление; 5 – гидравлический механизм переключения; 6 – датчик включенной передачи; 7 – масляный фильтр; 8 – электрогидравлический блок.

 

В автоматизированных коробках передач используется сцепление  фрикционного типа. Это может быть отдельный диск или пакет фрикционных  дисков. Прогрессивным в конструкции  коробки передач является т.н. двойное сцепление, которое обеспечивает передачу крутящего момента без разрыва потока мощности.

В основу конструкции  роботизированной коробки положена механическая коробка передач. При  производстве используются, в основном, готовые технические решения. Например, автоматизированная коробка передач  Speedshift от Mercedes-Benz построена на базе АКПП 7G-Tronic путем замены гидротрансформатора на фрикционное многодисковое сцепление. В основе коробки SMG от BMW лежит шестиступенчатая «механика», оборудованная электрогидравлическим приводом сцепления.

 

Коробки-роботы могут иметь  электрический или гидравлический привод сцепления и передач. В электрическом приводе исполнительными органами являются сервомеханизмы (электродвигатель и механическая передача). Гидравлический привод осуществляется с помощью гидроцилиндров, которые управляются электромагнитными клапанами. Такой вид привода еще называют электрогидравлическим. В ряде конструкций «роботов» с электрическим приводом (Easytronic от Opel рис. 1, Durashift EST от Ford) используется гидромеханический блок с электродвигателем для перемещения главного цилиндра привода сцепления.

Электрический привод отличает невысокая скорость работы (время переключения передач 0,3-0,5с) и меньшее энергопотребление. Гидравлический привод предполагает постоянное поддержание  давления в системе, а значит большие  затраты энергии. Но с другой стороны  он более быстрый. Некоторые роботизированные коробки передач с гидравлическим приводом, устанавливаемые на спортивные автомобили, имеют просто впечатляющую скорость переключения передач: Ferrari 599GTO - 0,06c, Lamboghini Aventador – 0,05c.

Эти качества определяют область применения «роботов» с  электрическим приводом на бюджетных  автомобилях, с гидравлическим приводом – на более дорогих автомобилях. Электрический привод имеют следующие  конструкции коробок передач:

2. Allshift от Mitsubishi;
3. Dualogic от Fiat;
4. Durashift EST от Ford;
5. Easytronic от Opel;
6. MultiMode от Toyota;
7. SensoDrive от Citroen;
8. 2-Tronic от Peugeot.

Достаточно большое  количество роботизированных коробок  оснащены гидравлическим приводом:

• ISR (Independent Shifting Rods) от Lamborghini;
• Quickshift от Renault;
• R-Tronic от Audi;
• Selespeed от Alfa Romeo;
• SMG от BMW.

Управление роботизированной коробкой передач осуществляет электронная  система, которая включает входные  датчики, электронный блок управления и исполнительные механизмы. Входные датчики отслеживают основные параметры коробки передач: частоту вращения на входе и выходе, положение вилок включения передач, положение селектора, а также давление и температуру масла (для гидравлического привода) и передают их в блок управления.

На основании  сигналов датчиков электронный блок управления формирует управляющие воздействия на исполнительные механизмы в соответствии с заложенной программой. В своей работе электронный блок взаимодействует с системой управления двигателем, системой ABS (ESP). В роботизированных коробках с гидравлическим приводом в систему управления дополнительно включен гидравлический блок управления, который обеспечивает непосредственное управление гидроцилиндрами и давлением в системе.

Исполнительными механизмами роботизированной коробки передач в зависимости от вида привода являются электродвигатели (электрический привод), электромагнитные клапаны гидроцилиндров (гидравлический привод).

Коробка передач  с двойным сцеплением

Основным недостатком  роботизированной коробки передач  является сравнительно большое время  переключения передач, что приводит к рывкам и провалам в динамике автомобиля и, соответственно, снижает  комфорт от управления транспортным средством. Решение указанной проблемы было найдено в применении коробки  передач с двумя сцеплениями, обеспечившей переключение передач  без разрыва потока мощности.

Двойное сцепление  позволяет при включенной передаче выбрать следующую передачу и  при необходимости включить ее без  перерыва в работе коробки. Поэтому  другое название роботизированной коробки  передач с двумя сцеплениями - преселективная коробка передач (от preselect - предварительно выбрать).

Другим преимуществом  коробки передач с двойным  сцеплением является высокая скорость переключение передач, зависящая только от скорости переключения муфт (DSG от Volkswagen - 0,2c, DCT M Drivelogic от BMW – 0,1c). «Робот» с двумя сцепления отличает еще и компактность, что актуально для малолитражных автомобилей. Наряду с этим, можно отметить повышенное энергопотребление коробки (особенно с «мокрым» сцеплением). Сравнительно высокая скорость переключения передач в совокупности с непрерывной передачей крутящего момента позволяют добиться отменной разгонной динамики автомобиля и экономии топлива.

В настоящее время  двойное сцепление применяется  во многих роботизированных коробках передач:

9. DCT M Drivelogic от BMW;
10. DSG от Volkswagen;
11. PDK от Porsche;
12. Powershift от Ford, Volvo;
13. Speedshift DCT от Mercedes-Benz;
14. S-Tronic от Audi;
15. TCT от Alfa Romeo;
16. Twin Clutch SST от Mitsubishi.

Даже великолепная Ferrari 458 Italia оборудована Doppelkupplungsgetriebe (коробка передач с двойным сцеплением). Все перечисленные роботизированные коробки передач используют гидравлический привод сцепления и передач. И лишь одна коробка передач на сегодняшний день имеет электрический привод устройств, это EDC (Efficient Dual Clutch) от Renault (время переключения передач 0,29с).

Пионерами массового  применения коробки передач с  двумя сцеплениями являются Volkswagen и Audi, которые устанавливают роботизированную коробку передач DSG и S-Tronic на свои автомобили с 2003 года. Коробка S-Tronic является аналогом коробки DSG, но в отличие от нее устанавливается продольно оси на задне- и полноприводные автомобили.

На автоматизированной коробке DCT M Drivelogic в системе управления реализуется функция Drivelogic, которая предполагает одиннадцать программ переключения передач. Шесть программ выполняются в режиме ручного переключения, а пять являются автоматизированными программами переключения передач. Данная функция позволяет адаптировать смену передач под стиль вождения конкретного человека. По сути, данная коробка является адаптивной коробкой передач.

 

 

 

 

Принцип действия роботизированной коробки  передач

Работа роботизированной коробки передач может осуществляться в двух режимах: автоматическом и  полуавтоматическом. В автоматическом режиме электронный блок управления на основании сигналов входных датчиков реализует определенный алгоритм управления коробкой с помощью исполнительных механизмов.

На всех роботизированных коробках предусмотрен режим ручного (полуавтоматического) переключения передач, аналогичный функции Tiptronic АКПП. Работа в данном режиме позволяет последовательно переключать передачи с низшей на высшую и наоборот с помощью рычага селектора и (или) подрулевых переключателей. Поэтому в ряде источников информации роботизированная трансмиссия называется секвентальной коробкой передач (от sequensum – последовательность).

Рассмотрим её работу на примере 6-ступенчатой коробки DSG концерна Volkswagen. У коробки два вторичных вала с расположенными на них ведомыми шестернями и синхронизаторами — как у шестиступенчатой «механики» Гольфа. Фокус в том, что первичных валов тоже два: они вставлены друг в друга по принципу матрёшки. Каждый из валов соединяется с двигателем через отдельное многодисковое сцепление. На внешнем первичном валу закреплены шестерни второй, четвёртой и шестой передач, на внутреннем — первой, третьей, пятой и заднего хода. Допустим, автомобиль начинает разгон с места. Включается первая передача (муфта блокирует ведомую шестерню первой передачи). Замыкается первое сцепление, и крутящий момент через внутренний первичный вал передаётся на колёса. Поехали! Но одновременно с включением первой передачи умная электроника прогнозирует последующее включение второй — и блокирует её вторичную шестерню. Именно поэтому такие коробки ещё называют преселективными. Таким образом, включены две передачи сразу, но заклинивания не происходит, — ведущая шестерня второй передачи находится на внешнем валу, сцепление которого пока разомкнуто.

 

Рисунок 5. Состояние DSG при движении на первой передаче. Муфтами блокированы шестерни 1-й и 2-й передач.

 

Когда машина достаточно разгонится и компьютер решит повысить передачу, размыкается первое сцепление и одновременно замыкается второе. Крутящий момент теперь идёт через внешний первичный вал и пару второй передачи. На внутреннем валу уже выбрана третья. При замедлении те же операции происходят в обратном порядке. Переход происходит практически без разрыва потока мощности и с фантастической скоростью. Серийная коробка Гольфа переключается за восемь миллисекунд.

 

Рисунок 6. Состояние DSG после переключения на 2-ю передачу. 3-я передача ожидает своей очереди.

 

Контрольно-измерительные  приборы и материалы применяемые  при обслуживании РКПП

 

Новый автомобиль, если он на гарантии и куплен у официального диллера какой либо марки должен проходить предписанные им ТО в ссответствии с графиком указанным в сервисной книжке автомобиля.