Рроботизированная коробка передач плюсы и минусы принцип работы

Инженеры создали мягкого робота, способного менять форму во время движения

Инженеры создали мягкого робота, способного менять форму во время движения. Устройство, разработанное исследователями из Стэнфордского университета, способно уворачиваться от столкновений — это позволит сделать его взаимодействие с человеком более безопасным. Работа опубликована в журнале Science.

Изопериметрический робот, созданный инженерами, является смесью трех типов роботов: мягких, балочных и коллективных роботов. Мягкие роботы легки и совместимы, ,балочные роботы геометричны и могут изменять форму, а коллективные роботы — это маленькие устройства, которые выполняют задачи в группе.

В самой простой версии робот представляет собой надувную трубку в форме треугольника, которая проходит через три небольших зажима с электродвигателями.

Один зажим удерживает конструкцию вместе, а два других движутся вдоль трубки, изменяя ее углы, — и, таким образом, меняя форму робота. Исследователи называют его изопериметрическим роботом, поскольку хотя форма резко меняется, общая длина ребер и количество воздуха внутри остаются неизменными.

Более сложные версии робота состоят из нескольких треугольников. Координируя движения различных двигателей, ученые могут заставить робота выполнять различные действия, такие как захват мяча или изменение центра массы, чтобы устройство вращалось вокруг своей оси.

«Существенным ограничением для большинства мягких роботов является то, что они должны быть прикреплены к громоздкому воздушному компрессору, что препятствует их движению. Мы сделали мягкого робота, который может перемещаться свободно благодаря тому, что в нем постоянно находится только определенное количество воздуха»

Натан Усевич, ведущий автор исследования

Ранее ученые выяснили, что выражающий эмоции робот помог людям наладить взаимодействие друг с другом.

Okorobke.ru

Сайт об автомобильных коробках передач

Роботы захватывают мир

Роботизированная КПП возникла как альтернативная замена механическим КПП и автоматическим КПП с гидротрансформатором. Ее устройство должно было объединить в себе преимущество как «механики», так и «автомата».

Роботизированная КПП, или попросту коробка-робот, представляет собой механическую коробку передач, в которой функция переключения передач возложена на автоматический блок управления. Тем самым водитель, выбирая условия передвижения, формирует только входной сигнал, остальное делает электронный блок управления, с запрограммированными алгоритмами переключения.

Коробка-робот объединяет в себе комфорт «автомата» и надежность и экономичность классической «механики». При этом «робот» дешевле гидротрансформаторного «автомата». Сейчас большинство автоконцернов мира оснащает свои автомобили роботизированнными КПП, причем ставятся он как на простые модели, так и на автомобили премиум-класса.

Устройство коробки-робота

Несмотря на то, что можно выделить основное устройство системы, которое объединяет все роботизрованные КП — механическая часть с электронным блоком управления, роботы различных моделей могут отличаться рядом конструкторских решений.

В «роботах» используются сцепление фрикционного типа. Это может быть как отдельный диск, так и пакет фрикционных дисков, который представляет собой набор из трех или более дисков. Увеличение количества дисков увеличивает и площадь соприкосновения, тем самым позволяя передать больший крутящий момент от двигателя к трансмиссии. Эта особенность позволяет применять пакеты фрикционов в мощных легковых автомобилях, грузовиках и полноприводных машинах. Также многодисковое сцепление позволяет снизить габариты КПП и так оно находит применение в двухколесном транспорте.

В роботизированных коробках наиболее широкое распространение пакет фрикционов получил в шестиступенчатой DSG от концерна Volkswagen.

Как правило, при создании коробок-роботов используются уже рабочие зарекомендовавшие себя прототипы механических КПП. Так в «роботе» от Mercedes-Benz Speedshift используется база от АКПП 7G-tronic. Гидротрансформатор в этой коробке заменен на пакет «мокрых» фрикционных дисков. В SMG от BMW за основу взята шестуступенчатая «механика» с установленным на ней электронным блоком управления.

Роботизированные КПП могут иметь как электрические, так и гидравлические сервоприводы. Гидравлические или вернее электрогидравлические приводы более надежны и имеют большую скорость передачи сигнала. При этом сугубо электрические приводы еще и более экономичны. Гидравлические приводы выгоднее устанавливать на автомобили с большим крутящим моментом двигателя, так потеря КПД от работы приводов не будет существенна по сравнению с маломощным двигателем до 140 лошадиных сил. В таком случае экономичность, за которую и ценят роботизированные КПП, просто сойдет на нет.

Читайте также:  Как сделать паяльную кислоту в домашних условиях формула приготовления с применением соляной кислоты

Электрический привод используют в следующих роботах:

  • Allshift — Mitsubishi;
  • Dualogic — Fiat;
  • Durashift EST — Ford;
  • Easytronic — Opel;
  • MultiMode — Toyota;
  • SensoDrive — Citroen;
  • 2-Tronic — Peugeot.

В свою очередь гидравлический привод используется в следующих моделях:

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

На многих спортивных автомобилях роботизрованные коробки достигают просто фантастических показателей в скорости переключения передач. Для Lamborghini Aventador время переключения передачи составляет — 0,05 секунды.

Блок управления робота

Электронный блок управления сцепления является мозгом коробки. Он представляет собой перепрограммируемое запоминающее устройство, которое может менять алгоритм управления, путем прошивки и в зависимости от предпочтительной манеры движения.

К электронному блоку управления подходят входные датчики, снимающие все необходимые параметры автомобиля, такие как частоту вращения вала, положение вилок и селектора, температуру и давление масла (в случае с гидравлическим приводом).

Считывая сигналы датчиков и руководствуясь встроенной программой, блок управления принимает решение о переключении передачи и посылает сигнал на исполнительные механизмы. В зависимости от коробки это могут быть электроприводы или электромагниты гидроцилиндров.

Все роботизированные КПП оснащены системой, подобной «типтроник». «Типтроник» представляет собой симуляцию ручного переключения передач в автоматических коробках, при котором водитель сам контролирует возможность переключения передач и может самостоятельно выбрать нужную ему скорость. Изначально запатентованная компанией Porshe система быстро получила распространение и стала применяться как в гидротрансформаторных автоматах, так и в роботизированных КПП.

Коробка-робот с двойным сцеплением

Главным недостатком роботизированных КПП является большое время переключения передач, что приводит к провалам и рывкам при разгоне и движении.

Устранение этих недостатков на ранних моделях коробок-роботов было преимущественной задачей автомобильных инженеров. И первыми к решению проблемы пришли конструкторы Volkswagen. В 2003 году они представили Volkswagen Golf c преселективной роботизрованной КПП DSG-6. Новаторским решением в этой КПП было использование не одного сцепления, а сразу двух. Каждое из которых по отдельности отвечало за четные и нечетные передачи. Отсюда название «преселектив», что значит в переводе с английского «предварительно выбранный».

Коробки с двойным сцеплением были не оригинальной идеей концерна VAG (Volkswagen Audi Group), их концепцию предложил в конце 30-х годов французский инженер Адольф Кегресс, а впервые использовать стали в компании Porshe, устанавливая преселективную коробку на спорткары в середине 80-х годов. Но только Volkswagen удалось сделать коробку с двумя сцеплениями массовым явлением.

После DSG-6 была разработана семиступенчатая «сухая» коробка DSG, рассчитанная на автомобили с меньшим объемом двигателя и меньшим крутящим моментом – до 250 Нм.

Принцип работы преселективной коробки заключается в том, что в момент переключения, к примеру, на вторую передачу, на валу нечетных передач уже фиксируется третья передача, и момент переключения на повышенную или пониженную скорость происходит без разрыва крутящего момента, что делает преселективы даже более плавными в работе, чем гидротансформаторные АКПП. Скорость переключения передач для коробки DSG составляет 0,2 секунды, а для DCT Drivelogic от BMW — 0,1 секунды.

Сейчас преселективные коробки также получают широкое распространение и многие автогиганты разрабатывают свои модели коробок-роботов с двойным сцеплением, отказываясь от классических «роботов» и «автоматов». Среди них:

  • DCT M Drivelogic от BMW;
  • DSG от Volkswagen;
  • PDK от Porsche (самая первая из преселективных коробок)
  • Powershift от Ford, Volvo;
  • Speedshift DCT от Mercedes-Benz;
  • S-Tronic от Audi (представляющая собой ту же DSG, переработанную под нужды более мощных автомобилей)
  • TCT от Alfa Romeo;
  • Twin Clutch SST от Mitsubishi.
  • EDK от Renault (единственная из этих коробок, имеющая электрические приводы)

Особенности коробок-роботов

Как отмечалось выше, роботы объединяют в себе надежность и экономичность «механики» и комфорт «автоматов», но это, как правило, касается современных моделей преселективных «роботов». Большинство из этих моделей ставится на автомобили премиальной ценовой категории и в них все отточено до мелочей. Исключением стала DSG-7 от VAG – единственная массовая коробка, вначале страдавшая рядом неоднозначных конструкторских решений и претерпевшая ряд глобальных изменений.

В любом случае, коробки-роботы проделали большой путь от первых неуклюжих моделей, больше раздражавших водителя, чем предоставляя обещанный комфорт, до суперагрегатов на лучших спорткарах мира. И сейчас они видятся наиболее оптимальным развитием трансмиссии в будущем.

Автоматическая и роботизированная коробки передач: что выбрать?

Автоматические коробки передач уверенно вытесняют механику в современных моделях автомобилей. Словом «автомат» обозначают один из трёх видов трансмиссии: классическую автоматизированную, роботизированную или вариаторную. У каждого из этих вариантов есть преимущества и недостатки, поэтому перед покупкой автомобиля стоит выяснить, в чём разница коробок робот и автомат, и какую из них выбрать в зависимости от собственных предпочтений.

Читайте также:  Знак транзитный проезд запрещен

Как отличить «автомат» от «робота» визуально

Отличить классическую автоматическую КПП от роботизированной легко, взглянув на рычаг переключения передач. Верхнее положение АКПП обозначено значком «Р» — паркинг. Когда вместо этого значка есть только обозначения «N» — нейтраль и «R» — задняя, перед нами роботизированное устройство.

Автоматическая коробка передач

Коробка автомат – сложная, но в то же время надёжная, проверенная временем конструкция. В отличие от механики, такое устройство коробки позволяет водителю не использовать в постоянном режиме педаль сцепления и переключать передачи рычагом: всё это вместо него контролирует автоматика. АКПП в настоящее время оснащают легковые и грузовые ТС, применима такая коробка и в автобусах.

Присутствие положения «P» на рычаге переключения передачи говорит о том, что перед нами «чистокровный автомат»

Конструкция АКПП

В основе автоматической коробки расположены два главных модуля:

  1. Редуктор. Осуществляет передачу усилия через систему различных вариаций зацепления шестерёнок. Количество ступеней в коробках различных вариаций от 4 до 6. В последних моделях авто возможно и большее количество ступеней.
  2. Гидротрансформатор. Аналог сцепления на механической коробке. Обеспечивает плавность переключения передач без ударов и рывков. Система получает сигнал о количестве оборотов двигателя, режиме движения и нагрузке и, на основе анализа этих сведений, переключает скорость.

Переключение передач в АКПП происходит, когда мотор достигает определённого количества оборотов, и в масляной системе нагнетается давление. Участия водителя во время переключения не требуется.

Аналогом сцепления в АКПП является гидротрансформатор, передающий крутящий момент от двигателя к трансмиссии

Главное отличие АКПП от привычных механических – переключение передач без разрыва мощности. При выключении одной скорости одновременно включается другая, исключая рывки. Гасит рывки при переключении скоростей гидротрансформатор. Не могут похвастаться плавным переключением скоростей модели спортивного класса. Толчки при переключениях в них присутствуют, и объясняются они очень быстрой сменой передач, что способствует ускоренному разгону.

Преимущества и недостатки

Особенность искусственного интеллекта АКПП – способность «подстраиваться» под манеру вождения конкретного автомобилиста. Если водитель давит на газ плавно, размеренно, контроллер не выводит двигатель на мощностной режим работы и экономно расходует топливо. Нервозность водителя и учащённое давление на педаль газа заставляет автоматику работать резвее. Компьютер самостоятельно переключает коробку на спортивный режим. Как только педаль газа вновь начинает работать медленно и плавно, умная коробка переводит двигатель в штатный режим работы.

Конструкторы постоянно проводят работу над усовершенствованием автоматических коробок. Новые модели с 7-ю и 8-ю ступенями позволяют экономить бензин, выбирать режим движения: «Спорт», «Зима» и др.

Одна из новинок – возможность переключения в режим ручного управления «Тип-троник». Можно также выделить следующие преимущества АКПП:

  • Удобство и простота эксплуатации.
  • Отсутствие риска перегрева при неумелом использовании;
  • Плавность движения.
  • Сниженная нагрузка на двигатель и ходовую часть.
  • Наличие пассивной системы безопасности, предотвращающей движение при остановке машины под уклоном.
  • Долговечность работы при правильном обслуживании и грамотной эксплуатации.

Минусами АКПП считаются высокая стоимость самого автомобиля и его техобслуживания, низкий КПД двигателя из-за невозможности использования динамических настроек. Существенным минусом АКПП является необходимость постоянно отслеживать уровень, состояние и качество трансмиссионной жидкости, а также менять её каждые 50-60 тысяч километров.

Это важно! В новых моделях восьмиступенчатых АКПП от Jeep, Toyota и Volkswagen, Range Rover эти недостатки отсутствуют. Их коробки полностью раскрывают потенциал двигателя, незаметно переключают скорости, отличаются возможностью динамических настроек. Кроме того, уже существуют так называемые необслуживаемые коробки — жидкость в них вообще менять не нужно.

Роботизированная коробка передач

Коробка робот – усовершенствованный вариант традиционной механики, в которой функции переключения передач автоматизированы. В авто с РКПП нет педали сцепления. Контроль над своевременным переключением ступеней передач осуществляется электронным блоком.

Единственное различие между МКПП и РКПП — за смыкание и размыкание сцепления, а также выбор передачи во втором случае отвечают сервоприводы

Конструкция РКПП

Роботизированная КПП изначально конструировалась для снижения стоимости автомата с сохранением его преимуществ перед механикой.

Работа РКПП сочетает в себе автоматику и механику. При переключении передач и нажатии на педаль газа сигнал передаётся на блок управления. Коробка даёт сигнал о действующей и необходимой на данном этапе движения скорости. Блок выбирает оптимальный режим и момент переключения на необходимую скорость. Работой гидромеханики, то есть процессом сцепления и расцепления, управляет именно системный блок. Процесс переключения совпадает с движением ручки и абсолютно незаметен для водителя.

Читайте также:  2 простых, но полезных способа использования реле

Автомобили с РКПП оснащены бортовыми компьютерами, которые также участвуют в системе управления. В память бортового компьютера заложены алгоритмы работы, обрабатывающие поступающие в них сигналы и управляющие работой коробки и переключением передач.

В авто спорткласса используется роботизированная трансмиссия с двумя сцеплениями для максимальной скорости переключения передач. В роботизированной коробке с двумя сцеплениями присутствуют два ведущих вала, снабжённых сцеплением, один в другом. На внешнем вале расположены шестерни для чётных передач, на внутреннем – для нечётных.

В основе этих коробок – преселективные роботы. Когда авто едет на одной передаче, следующая уже работает, поэтому переключение происходит быстро и плавно, отчего комфортность значительно повышается.

Преимущества и недостатки

По сравнению с автоматом роботизированные коробки имеют более низкую стоимость, проще в ремонте и обслуживании, повышают КПД двигателя. Но в то же время у РКПП есть существенные недостатки:

  • Долгое и тяжёлое переключение передач;
  • Толчки во время переключения;
  • Рывки во время старта, после кратковременной остановки.
  • Необходимость перехода на «нейтралку» во время кратковременных остановок (пробки, светофоры, остановки в пути и т.п.);
  • Непредсказуемость поведения машины в тяжёлых дорожных условиях.

Оригинальная конструкция РКПП гораздо дешевле в ремонте и обслуживании, вследствие чего многие автомобилисты отдают предпочтение именно ей

Это важно! Если автомобиль используется в сложных дорожных условиях, от роботизированной коробки стоит отказаться. РКПП предназначена для езды по ровным, качественным дорожным покрытиям. Эксплуатирование с пробуксовкой приведёт к преждевременному износу двигателя.

Сравнение двух КПП: чем отличается робот от автомата

По мнению опытных водителей, по надёжности и предсказуемости поведения в тяжёлых дорожных условиях обе КПП уступают механике. Хотя АКПП более предсказуема, в отличие от робота.

  • АКПП не имеет ничего общего с МКПП, поэтому их устройство и принцип работы принципиально разные. РКПП отличается от механики только наличием электронного блока управления. Основной принцип работы этого вида коробки аналогичен механике.
  • АКПП – полностью управляется автоматикой. РКПП имеет два режима: автоматический и полуавтоматический. Управление сцеплением со стороны водителя полностью исключено. В автоматическом режиме электронный блок реализует заранее заложенные в программу алгоритмы работы трансмиссии. Полуавтоматический режим управляет переходами скоростей с помощью селектора.
  • Одна из особенностей работы коробки-робота – нестабильная трансмиссия. Даже в одинаковых моделях авто КПП работает по-разному. Под такую коробку водителю нужно подстраиваться, и даже при умелой езде во время переключения скоростей ощущаются точки и рывки.

Это интересно! Большинство современных автопроизводителей активно отказываются от роботизированных коробок на своих моделях, оснащая их классическим автоматом с гидротрансформатором.

Самыми популярными у россиян автомобилями с АКПП являются: Kia Rio, Hyundai Solaris, Toyota RAV4, Toyota Camry и Volkswagen Polo

Какую коробку выбрать

Учитывая все плюсы и минусы данных видов КПП, и ориентируясь на собственные предпочтения, а также условия езды, конкретную модель стоит выбирать с учётом трёх принципов: комфортность, надёжность, цена. Исходя из соотношений этих качеств, специалисты дают следующие рекомендации:

  • АКПП походит автовладельцам, отдающим предпочтение комфортной езде.
  • Роботизированные коробки экономичны во всех отношениях: стоимость авто, ремонта, скромное потребление бензина и ГСМ.
  • В плане надёжности ни одна из коробок не сравнится с привычной механикой. Но АКПП ведёт себя более предсказуемо и редко преподносит «сюрпризы» на дороге.
  • Робота можно полностью переключить на ручное управление, а во многих АКПП такая функция отсутствует.
  • АКПП явно выигрывает при езде в пробках, где на ручном управлении необходимо постоянно переключаться.
  • С недавних пор у особенно придирчивых водителей появилась возможность перепрограммировать блоки управления АКПП, настраивая её под собственный стиль езды. Для увеличения скорости разгона сокращают моменты переключения с передачи на передачу. Это один из аргументов в пользу автомата для любителей скоростной езды.

Это важно! РКПП рекомендуется выбирать автовладельцам, которые способны самостоятельно устранять небольшие поломки двигателя. Имея опыт ремонта, многие поломки можно ликвидировать своими руками, не обращаясь к дорогостоящим мастерам.

Сравнительная характеристика двух вариантов коробок не показывает однозначного преимущества какого-то варианта. Иначе все производители автомобилей выпускали бы исключительно модели с лучшей трансмиссией.

Вывод из всего сказанного один – каждый водитель должен выбирать КПП, ориентируясь на совокупность параметров. Отсутствие педали сцепления как на автомате, так и на роботе, может ввести в заблуждение неопытного водителя, поэтому перед покупкой необходимо внимательно изучить характеристики выбранной модели авто. Выбирать нужно наиболее комфортную, безопасную и доступную лично для себя машину, положив в основу выбора стиль и условия езды.

Ссылка на основную публикацию
Роль автомобиля в жизни человека
Современное автомобилестроение в мировой экономике Автор: Пользователь скрыл имя, 02 Декабря 2011 в 22:54, реферат Описание работы В работе кратко...
Рено Симбол замена ремня ГРМ, цена, отзывы, порвался ремень Автомобиль мечты
Замена ремня ГРМ Рено Симбол - Renault Symbol (Символ) Авто Sk-Nk - ремонт иномарок и отечественных Для грм на рено...
Рено Флюенс 2017 цена, комплектации, тест драйв, фото и видео
Рено Флюенс 2020 2021 новый кузов, комплектации и цены, отзывы владельцев Обновленный Рено Флюенс 2020 2021 года был представлен широкой...
Рольф Шкода — 10 Отзывов Автосалона на Магистральном Тупике Развод или Нет
Автоцентр; Рольф Магистральный; – отзывы Отрицательные отзывы Однозначно мошенники. 3 марта 2020 Салон шкода отвратительный. Никому не советую. Покупая авто...
Adblock detector