РКПП - роботизована коробка передач, «робот»

08.03.2023

Реклама наших партнерів

РКПП — роботизована коробка передач (коробка «робот»), яка дозволяє вибирати та включати необхідну передачу без участі водія, тобто автоматично. При цьому помилково вважати, що роботизована трансмісія є одним із різновидів АКПП (гідромеханічний автомат).

Насамперед, щоб зрозуміти, що таке роботизована коробка передач, спочатку необхідно згадати конструкцію і принцип роботи звичайної механічної коробки (МКПП). Так ось, фактично роботизована коробка є тією ж «механікою», проте автоматичне перемикання передач у даному типі КПП стає можливим завдяки наявності блоків керування та електронно-механічних виконавчих пристроїв.

Конструкція, особливості та принцип роботи роботизованої коробки передач

Як вже було сказано вище, РКПП складається з механічної коробки передач, а також додаткових пристроїв для вичавлювання зчеплення, вибору та перемикання передачі. Дані устрою називаються актуаторами (актуатор зчеплення, актуатор вибору передачі). Також коробка «робот» має власну систему управління, яка є ЕБУ коробкою і ряд електронних датчиків, що взаємодіють з блоком.

Виходить, даний тип КПП є механічною коробкою з автоматичним керуванням і принципово відрізняється від класичного «автомата», а також безступінчастого варіатора.

Роботизована КПП, як і звичайна МКПП, має зчеплення, в ній не використовується трансмісійна рідина ATF як робоча для управління і т.д. Додамо, що в сучасних роботах може бути як одне, так і два зчеплення. У першому випадку слід розуміти однодисковий «робот», а в другому – преселективну роботизовану коробку передач з двома зчепленнями.

Якщо говорити про конструкцію коробки-робот, можна виділити такі базові елементи:

Коробка передач, яка за конструкцією нагадує «механіку;
Актуатори (сервоприводи), що відповідають за вижимання зчеплення та включення передачі;
Блок управління коробкою (мікропроцесорний ЕБУ) та зовнішні датчики.

Давайте розглянемо конструкцію РКПП на прикладі 6-ступінчастої роботизованої коробки передач з двома зчепленнями. Сама коробка схожа на МКПП, проте має відразу два провідні вали. Якщо просто, ці вали розташовані один в одному (зовнішній вал має внутрішню порожнину, куди вставлено ще один внутрішній первинний вал).

На зовнішньому валу встановлені шестерні приводу 2, 4 та передачі 6. На внутрішньому валу ставляться шестерні 1, 3, 5 передачі, і навіть передачі заднього ходу. Для кожного з валів є окреме зчеплення.

Актуатори роботизованої коробки є електричними або гідросервоприводами. Електричний актуатор-електромотор з редуктором, гідравлічний є гідроциліндром, шток якого пов'язаний з синхронізатором. Головним завданням як першого, так і другого типу пристроїв стає механічне переміщення синхронізаторів КПП, а також включення та вимкнення зчеплення.

Блок управління коробкою є мікропроцесорним ЕБУ, до якого підключені зовнішні датчики, які задіяні в ЕСУД автомобіля. Іншими словами, контролер коробки передач взаємодіє з датчиками від двигуна, а також інших систем (наприклад, ABS і т.д.). Часто блок керування коробкою поєднаний з ЕБУ двигуном, при цьому коробка працює за власним заданим алгоритмом.

Як працює роботизована коробка передач

Що стосується принципів роботи РКПП, для початку руху та подальшого плавного перемикання передач необхідно задіяти зчеплення (як і в МКПП). Увімкнення зчеплення реалізує актуатор, який отримує сигнал від ЕБУ коробкою і починає повільно обертати редуктор.

У коробці із двома зчепленнями спочатку включається перше зчеплення внутрішнього первинного валу. Далі актуатор вибору та включення передачі підводить синхронізатор до шестірні першої передачі. Внаслідок цього шестерня блокується на валу і починає обертатися вторинний вал.

Після того, як автомобіль розпочав рух, водій продовжує натискати на педаль газу для розгону. В однодискових роботах з одним зчепленням для включення другої передачі потрібно деякий час, у результаті виникає характерний «провал».

Щоб позбутися такої затримки та скоротити час перемикань у конструкцію коробки додали друге зчеплення та ще один вал. Внаслідок цього з'явилася так звана преселективна роботизована КПП.

Якщо просто, поки включена перша передача, друга вже готова до включення, оскільки одночасно задіяне друге зчеплення. Виходить після сигналу від мікропроцесорного блоку швидко спрацює включення другої передачі.

Подібним чином відбувається перемикання на такі вищі передачі, і навіть зниження передач при їзді. При цьому час перемикання мінімальний і займає частки секунди, виключені перегазування, практично відсутній розрив тяги і т.д. Результат – динамічна їзда та максимальна паливна економічність.

Робота в автоматичному режимі стає можливою завдяки тому, що ЕБУ коробкою постійно аналізує сигнали із зовнішніх датчиків. Блок враховує навантаження на ДВЗ, швидкість руху ТЗ, положення педалі газу, пробуксування коліс тощо.

Також РКПП мають можливість ручного перемикання передач, імітуючи роботу гідромеханічної АКПП у ручному режимі (наприклад, Типтронік). Ще на деяких роботах можна заблокувати включення підвищених передач.

Простими словами, водій за допомогою селектора вибирає режим, при якому ЕБУ коробкою не ініціюватиме включення, наприклад, 3 передачі і вище, що допомагає долати складні ділянки колії (сніг, ожеледиця, бруд тощо).

Переваги та недоліки коробки-робот

Сьогодні коробка-робот є досить поширеним рішенням. Наприклад, концерн VAG активно встановлює подібні коробки, які знайомі споживачам, як DSG, різні моделі Audi, Volkswagen, Porsche, Skoda і т.д. Також роботизовану трансмісію масово ставлять на моделі Ford, Mitsubishi, Honda та машини цілого ряду інших світових виробників.

На перший погляд може здатися, що РКПП має тільки плюси: надійність та ремонтопридатність «механіки», швидкість перемикань, паливна економічність, можливість витримувати великий крутний момент і т.д.

При цьому, як запевняють самі виробники РКПП, повинні незабаром повністю витіснити «класичні» АКПП з гідротрансформатором і варіаторні коробки. Однак на практиці цього не сталося.

Справа в тому, що в плані комфорту робота однодискових роботизованих коробок (з одним зчепленням) далека від АКПП і, тим більше, від безступінчастого варіатора. Автомобіль з такою коробкою смикається при їзді, перемикання «затягнуті», є провали тощо.

Також ресурс зчеплення на роботі і актуаторів досить низький (в середньому, близько 80-100 тис. км.). При цьому вартість актуаторів висока, а ремонтопридатність цих елементів є сумнівною. Тому багато сервісів практикують вузлову заміну, тобто актуатор просто змінюється на новий.

Що стосується більш складних і дорогих преселективних коробок з двома зчепленнями, перемикання в цьому випадку плавніші і більше нагадують роботу звичайної АКПП. Однак ресурс такого «робота» (наприклад, DSG 6 або DSG 7) все одно знижений, нерідко виникають проблеми щодо механіки та електроніки, а ремонт у ряді випадків вимагатиме значних витрат.

Як результат відзначимо, що багато автовиробників, особливо з Японії, почали поступово відмовлятися від установки коробки-робот на свої моделі, замінюючи її класичною АКПП з гідротрансформатором (ГДТ).

Наприклад, Hondа Civic 8 – хетчбек, який спочатку випускався з РКПП, але надалі після рестайлінгу отримав повноцінний «автомат». Те саме можна сказати про популярну Toyota Corolla 2007 року, яка пізніше отримала замість «робота» автоматичну гідромеханічну коробку.