Роботизированная коробка передач: стоит ли игра свеч?

Старая добрая «механика» постепенно становится достоянием прошлого, а в некоторых странах уже сейчас считается экзотикой, на смену ей давно пришли различные автоматизированные коробки, позволяющие водителю не задумываться лишний раз о том, какую передачу необходимо воткнуть в сложившийся момент. В результате тотальной автоматизации и совершенствования КПП совсем недавно появился совершенно новый принцип переключения передач, так называемый «робот». И сейчас мы рассмотрим что такое роботизированная коробка передач плюсы и минусы таких трансмиссий.

Что такое роботизированная коробка передач

Что значит роботизированная коробка передач – это часть трансмиссии, конструкция которой внешне не отличается от МКП, но при этом управляется при помощи автоматической системы, которая не требует вмешательства водителя в процесс работы устройства. Из-за возможности работы полностью в автоматическом режиме РКПП путают с АКПП, хотя они имеют важные конструкционные отличия. Поэтому отличается то, как пользоваться роботизированной коробкой передач, и как автоматической.

Также имеется внешнее сходство между двумя типами коробок: автомобиль не оснащен рычагом переключения передач, также отсутствует третья педаль – сцепление. Переключение полностью осуществляется без участия водителя.

Робот и автомат — в чем разница

Казалось бы, что отличий должно быть минимум, ведь обе коробки направлены на упрощение и автоматизацию переключения передач. В действительности же АКПП отличается от РКПП точно так же как и от МКПП. Основная разница между автоматом и роботом заключаются в системе изменения скоростей.

АКПП В первом случае переключение происходит с помощью гидротрансформатора. При увеличении оборотов двигателя выполняется автоматическое переключение передач: предыдущая скорость заклинивается, а следующая расклинивается. Это позволяет практически моментально и незаметно для водителя выполнять переключение.

РКПП В роботизированном варианте переключение выполняется по средствам выжимания сцепления и задействования нужной шестерни (в абсолютной аналогии с механикой).

Как видно из приведенной информации, отличие между автоматом и роботом существенное.

Различие между АКПП и РКПП

Несмотря на общую цель – избавить водителя от необходимости осуществления механических действий, коробки имеют разную конструкцию и отличаются в эксплуатации и обслуживании. Роботизированная коробка передач – отличия от автоматической:

1. АКПП требует большого количества жидкости ATF для правильного функционирования. РКПП тоже нуждается в смазке, для чего используется масло, но требуется его в несколько раз меньше.
2. АКПП обеспечивает большую мягкость и плавность переключения по сравнению с РКПП, что обуславливается принципом работы роботизированной коробки передач.
3. РКПП позволяет уменьшить расход топлива, при этом поддерживать динамичное движение. Причины этому: большая масса “автомата” и меньшая скорость переключения.
4. Фрикционы имеют более долгий срок службы по сравнению с диском сцепления.
5. “Робот” позволяет вручную поднимать и опускать передаточное число, если водитель переходит на ручное управление. “Автомат” не дает водителю такой возможности.

Дополнительное отличие является следствием более особенностей конструкции “автомата” – высокая стоимость технического обслуживания.

АКПП

Общий вид АКПП
Основу автоматической трансмиссии составляют гидротрансформатор, система управления и непосредственно сама планетарная КПП с набором фрикционов и шестерен. Такая конструкция автомата позволяет ему самостоятельно переключать скорости в зависимости от оборотов двигателя, нагрузки и режима движения. Участие водителя здесь не требуется.

Автомат устанавливается на легковых и грузовых автомобилях, применим он также и в автобусах. Главная передача и дифференциал дополняют конструкцию АКПП в случае ее установки на переднеприводную машину.

Плюсы и минусы автоматической КПП

Автоматическая коробка передач обладает как преимуществами, так и недостатками:

Принцип работы РКПП

Перед покупкой автомобиля нужно понять, что это такое – роботизированная коробка передач, и как она сконструирована. Механическая коробка передач имеет диск сцепления с маховиком, всей этой конструкцией управляется робот. Электрический блок управления работает по алгоритму, заложенному в загруженную прошивку “мозгов”, подавая команды на сервоприводы в соответствии с показаниями датчиков. Именно от прошивки зависит, насколько динамичнее и комфортнее будет езда в автомобиле. Поэтому после обновления “мозгов” автомобиль может сильно изменить свое поведение.

Как работает роботизированная коробка передач:

1. Нажимается педаль газа.
2. Увеличиваются обороты двигателя, автомобиль разгоняется.
3. Когда достигаются определенные показатели скорости и оборотов двигателя, срабатывают актуаторы сцепления и вилки переключения.
4. “Робот” повышает передачу.

Процесс будет повторяться, пока автомобиль не достигнет своего предела по количеству доступных передач. При торможении система работает аналогичным образом, только передаточные числа сменяются в обратную сторону.

Делаем выводы

Какая же коробка передач лучше? С точки зрения комфорта, несомненно выигрывает АКПП, хотя разработчики робота и пытались отвоевать эту позицию у автоматической коробки.

А вот более экономически выгодным будет робот. Стоимость самой коробки, ее обслуживание и ремонт обойдутся дешевле. Да и топливо с маслом автомобиль с роботизированной коробкой потребляет меньше, чем с автоматической.

Теперь надежность. Здесь можно поспорить. Ни ту, ни другую коробку нельзя назвать абсолютно надежной в сравнении с той же механикой. Непонятно также, как обе коробки поведут себя в тяжелых условиях. Но АКПП хотя бы более предсказуема, чем робот, от которого неизвестно чего ожидать.

Поэтому какая коробка передач будет лучше, каждый водитель решает сам, исходя из своих представлений об удобстве и комфорте управления автомобилем. Стоит отметить, что робот можно легко принять за автомат: зачастую отсутствие педали сцепления как у автоматической, так и у роботизированной КПП приводит неопытных водителей в замешательство. Поэтому необходимо внимательно изучать характеристики выбранного автомобиля в процессе покупки.

Плюсы и минусы РКПП

Как и у любой другой силовой конструкции, плюсы и минусы роботизированной коробки передач определяют целевого владельца автомобилей с такой системой управления.

Плюсы:

• Время разгона максимально приближено к тому, которое можно получить при идеальном переключении на МКПП.
• Меньшая стоимость ремонта и обслуживания по сравнению с АКПП.
• Увеличенный срок эксплуатации диска сцепления при сравнении с МКПП.
• Низкий расход топлива.
• Меньший процент износа в ходе эксплуатации по сравнению с ручным управлением.

Минусы:

• Электронный блок управления не умеет самостоятельно реагировать на экстремальные ситуации на дороге, поэтому водитель должен быть готов экстренно разогнаться или затормозить.
• Коробка может быть спроектирована так, что при переключении передаточных чисел будут ощущаться рывки.
• “Робот” комфортнее работает на длинных передачах.
• Движения по пробкам “убивает” РКПП, узлы и механизмы начинают раньше приходить в негодность.
• Для корректной работы необходимы электронные помощники, например, система помощи для подъема. В противном случае автомобиль может отказываться назад при начале движения в гору.

Преимущества и недостатки роботов в сравнении с другими коробками-автомат

Итак, чтобы понять, чем роботизированная коробка отличается от аналогов, нужно рассмотреть ее особенности, устройство и принцип работы. Начнем с того, что основным преимуществом любого автомата по сравнению с механикой является комфорт, так как водителю не нужно самостоятельно переключать передачи при езде. При этом каждая из автоматических трансмиссий справляется с этой задачей, но имеются отличия.

Для лучшего понимания сразу отметим, коробка-робот также бывает двух типов: однодисковый робот типа АМТ (роботизированная механика) и преселективная роботизированная коробка с двумя сцеплениями типа DSG или Powershift.

Так вот, если коротко, самой комфортной КПП на сегодня является бесступенчатый вариатор CVT, затем можно выделить «классическую» гидромеханическую АКПП и роботы DSG/Powershift, а уже в конце списка в плане комфорта находится коробка-робот с одним сцеплением.

При этом, как уже было сказано выше, каждый тип КПП имеет свои сильные и слабые стороны. Теперь давайте рассмотрим коробку передач робот более подробно.

• Изначально такая коробка была разработана еще на заре автомобилестроения, однако целый ряд проблем и отсутствие технологий не позволили в те годы создать агрегат, который имел бы возможность составить конкуренцию набирающим популярность гидромеханическим АКПП.

Однако от такой идеи не отказались, в результате чего благодаря современным технологиям сравнительно недавно появились коробки-роботы. Если просто, КПП робот представляет собой обычную механику, однако работой сцепления и процессом переключения передач управляют отдельные сервомеханизмы вместо водителя.

Преимущества по сравнению с АКПП и вариатором очевидны: проста конструкции и дешевизна производства, возможность установки такой трансмиссии в паре с любыми двигателями, доступное обслуживание, неплохая ремонтопригодность. Также следует отметить сниженный расход топлива и повышенную благодаря этому экологичность.

Казалось бы, все просто, обычная механика, сцепление по аналогии с МКПП, электрический или гидравлический привод сцепления и передач под управлением ЭБУ полностью контролирует все процессы. Однако у такого решения есть и большие минусы.

Прежде всего, пострадал комфорт. На однодисковых РКПП (с одним сцеплением) рывки, задержки, провалы при понижении и повышении передач являются нормой. Получается, в плане комфорта этим агрегатам очень далеко до АКПП или CVT. Еще одним слабым местом роботов оказались сами сервомеханизмы (сервоприводы, актуаторы).

Чтобы было понятно, устройство представляет собой электромотор с редуктором и исполнительный механизм, также возможна установка гидравлических актуаторов (в зависимости от той или иной коробки). Так вот, данные элементы имеют небольшой срок службы (около 80-100 тыс. км.), зачастую плохо поддаются ремонту и достаточно дорогие.

Не отличается большим сроком службы и сцепление на таких коробках. Как правило, каждые 50-60 тыс. км. Необходима его замена, при этом в промежутках (каждые 20-30 тыс. км.) также рекомендуется проводить адаптацию сцепления коробки робот.

Естественно, конкурировать с другими автоматами такие РКПП не способны. Главное их преимущество — доступная цена, что позволяет активно оснащать данными КПП бюджетные авто без значительного увеличения себестоимости самого автомобиля.

• С учетом таких недостатков производители сравнительно недавно представили еще одну версию роботизированных коробок передач — преселективный робот с двойным сцеплением. Наиболее известным типом является DSG от Volkswagen.

Такая коробка представляет собой условно две механические КПП в одном корпусе (одна с четными, другая с нечетными передачами). Агрегат имеет уже два сцепления, что позволяет переключать передачи за доли секунды.

Результат — водитель не ощущает момента переключения, тяга практически не прерывается. Как может показаться, данный тип способен вытеснить АКПП и вариатор. Однако это не так.

Хотя ресурс и надежность таких КПП выше, чем у однодисковых аналогов, слабым местом все равно принято считать узлы сцепления, а также возникает ряд проблем с исполнительными механизмами, мехатроником и т.д. Ремонт таких коробок также является очень дорогим.

При этом роботы, как с одним диском, так и с двойным сцеплением, являются менее надежными по сравнению с МКПП. Это значит, что на такой коробке все равно не рекомендуется буксовать, перевозить тяжелые грузы, буксировать прицеп, активно ездить по бездорожью и т.д.

Еще добавим, что преселективные коробки, особенно с «мокрым» сцеплением (пакеты сцепления находятся в масле), также чувствительны к качеству и уровню этого самого масла. Наличие мехатроника (фактически, гидроблока), обязывает владельца своевременно менять смазку, использовать только оригинальные трансмиссионные жидкости и т.п.

Другими словами, преселективный робот является симбиозом механики и классического автомата со всеми вытекающими последствиями. Хотя гидротрансформатор (ГДТ) отсутствует, чувствительный, сложный в ремонте и дорогой гидроблок никуда не делся. Также следует отметить и большое количество датчиков и электроники, которая также не отличается надежностью.

Принцип работы

Водитель, включив рычаг переключения, подаёт сигнал о движении. Сначала включается сцепление, посредством актуатора, редуктор начинает вращаться по команде управляющего блока. Сцепление, расположенное на внутреннем первичном валу, включается первым. При этом актуатор подводит синхронизатор к шестерне первой передачи, она блокируется, что активирует шестерню вторичного вала. Начинается движение автомобиля и плавный набор скорости.

Второй вал и сцепление позволяют сократить переключение передач без повреждения деталей механизма. Принцип заключается в ожидании сигнала о включении следующей передачи, пока работает предыдущая. Второе сцепление, внешний первичный вал и вторая передача включаются сразу по сигналу. Дальнейший процесс предусматривает повторения алгоритма. Благодаря такой схеме, переключение передач сводится к минимальной затрате времени.

Блок управления, на основании данных, полученных от датчиков, выдаёт различные команды для выполнения. Например, снижая скорость или увеличивая нагрузку, передачи переключаются сверху вниз.

Если необходимо задействовать низшую передачу, водитель сигнализирует об этом, воздействуя на датчик, блок трактует это, как отмену всех передач, кроме первой.

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.

Преимущества роботизированной КПП

К однозначным плюсам коробки-робота можно отнести экономию топлива. В сравнении с классическим автоматом, потребление топлива машины с роботом сравнимо с потреблением топлива машины на механике — на литр-два меньше.

Так же к неоспоримым плюсам некоторых (!) роботов можно отнести их «эксплуатационные особенности МКПП».

Существуют две принципиально различные конструкции робота – в первой переключениями управляют специальные приводы (роботы Toyota и Opel), во второй переключение передач выполнено «по принципу автомата» — с помощью давления масла (Fiat, Audi, BMW, VW, Peugeot/Citroen).

В первой конструкции масло не является рабочим телом, его количество сравнимо с количеством масла в МКПП. Такая роботизированная КПП (так же как и «механика»), менее чувствительна к качеству трансмиссионной жидкости.

Это значит, что в Российских сложных условиях эксплуатации (с большими перепадами температур) сроки замены масла в роботе могут быть заметно больше, чем в АКПП, а количество заменяемого масла – меньше. Этот факт сильно экономит средства владельца.

Вторая конструкция робота такими свойствами не обладает, масло в ней требуется менять так же как и в автомате (хотя бы раз в год).

Многие эксперты так же относят к плюсам срок службы сцепления на роботе – как правило он больше, чем не обычной механике. Однако, подобный плюс на многих моделях автомобилей с роботом быстро сводится на нет сложностью и высокой стоимостью замены этого самого сцепления.