29 сентября 2020
Технологии

Роботизированные коробки передач

rg4

Мы уже рассказывали об автоматических коробках переключения передач, подчеркивая, насколько они облегчают работу водителя. Однако не все автовладельцы, решившие отказаться от «механики», готовы мириться с повышенным расходом топлива и изрядной надбавкой к цене машины. Для таких автолюбителей существует «промежуточный» вариант – роботизированные коробки.

«Роботы» первого поколения, выпускаемые с середины 90-х, представляют собой обычную механическую коробку, только работу со сцеплением и фактическую смену передач берет на себя электронный блок управления. На входе он принимает информацию, на основе которой происходит выбор передачи, а на выходе отдает команды сервоприводам (актуаторам), которые и исполняют требуемую работу. По команде на переключение первый сервопривод выжимает сцепление, второй перемещает синхронизаторы, включая нужную передачу. Затем первый плавно отпускает сцепление. Таким образом, педаль сцепления становится ненужной.

Сервоприводы могут быть как чисто электронными, так и «смешанными», электрогидравлическими. Последние осуществляют привод механизмов с помощью гидроцилиндров, которые управляются электромагнитными клапанами.

Как правило, роботизированные коробки первого поколения имеют два режима работы: последовательное ручное переключение и автоматическое. В автоматическом режиме команда на смену передачи подается компьютером на основе показания датчиков скорости движения, оборотов двигателя, данных ESP, ABS и других систем. А в ручном режиме приказ на переключение отдает водитель при помощи селектора или подрулевых лепестков.

Здесь отметим, что важно не путать «роботы» с типтрониками, которые представляют собой автоматические коробки с добавленной функцией принудительного последовательного переключения передач водителем.

Все основные проблемы «роботов» вытекают из отсутствия обратной связи. Человек чувствует момент смыкания дисков и может переключить скорость быстро и плавно. А электроника вынуждена перестраховываться, поскольку «робот» надолго разрывает поток мощности от двигателя к колесам. Получаются провалы на разгоне и рывки при интенсивной работе педалью акселератора. Словно прилежный курсант автошколы, блок управления старается предельно плавно работать со сцеплением, что часто ведет к перегреву и износу дисков, так как на малой скорости диски сцепления регулярно оказываются не до конца сомкнутыми. Особенно разрушительным для сцепления становится движение в пробке. В этом режиме при каждой остановке жизненно необходимо ставить коробку «на нейтраль». Получается, что «роботы» первого поколения хороши либо для маленьких городов, либо для открытых автобанов, а при интенсивном трафике они лишь немного удобнее «механики».

Если период разрыва потока мощности удалось в разы сократить, заменив раздельные актуаторы для сцепления и выбора передачи одиночным электромагнитным актуатором, то проблемы рывков и долговечности сцепления еще полностью не решены. Поэтому к концу минувшего десятилетия производители дорогих мощных автомобилей отказались от «классических» роботизированных коробок, и сейчас трансмиссии данного типа применяются только на доступных массовых моделях. Например, верность «роботам» сохраняет Opel Corsa.

Следующее поколение роботизированных коробок передач отличается принципиально. Первым представителем новой генерации считается DSG (Direct Shift Gearbox) концерна Volkswagen. У DSG и аналогичных конструкций не один, а два блока сцепления. То есть не только два вторичных вала, как у шестиступенчатой «механики», но также и два первичных вала, вставленных друг в друга по принципу матрешки. Каждый из валов соединяется с двигателем через отдельное сцепление. На внешнем, первичном, валу закреплены шестерни четных передач, на внутреннем – нечетных и заднего хода. При разгоне или замедлении электроника не только включает нужную передачу, но также на соседнем валу заранее выбирает вероятную следующую, ведь большинство переключений происходит по схеме «плюс-минус одна», именно поэтому такие коробки еще называют преселективными. Таким образом включаются две передачи сразу, но одно из сцеплений пока разомкнуто. Переход происходит практически без разрыва потока мощности с поистине фантастической скоростью: серийная коробк
а «Гольфа», например, переключается за восемь миллисекунд, что примерно в двадцать раз быстрее, чем коробки дорогущих суперкаров с «роботами» первого поколения.

Фактически существует две разновидности преселективных коробок передач: с мокрым (ранний вариант) и сухим сцеплением. Сухое сцепление в «роботах» второго поколения начал использовать концерн Volkswagen – с коробками серии DSG-7. Другие производители (Alfa Romeo и Ford) последовали примеру немцев сравнительно недавно, поэтому все дальнейшие наши выкладки будут опираться на итоги эксплуатации именно коробки «Фольксвагена».

Несмотря на то что для мокрого сцепления характерны некоторые потери мощности на привод масляного насоса, этот вариант предпочтительнее. Все современные суперкары с преселективными коробками, включая Bugatti Veyron, оснащены трансмиссиями с мокрым сцеплением, способным «переварить» почти любой крутящий момент. Сухое сцепление в целом менее надежно (предел находится где-то у отметки 250 Нм), а в случае работы в составе преселективной трансмиссии это еще более заметно. В момент переключения передач диски смыкаются слишком резко и износ идет сильнее, чем у «механики». Дело в алгоритме переключения, настроенном на минимальную продолжительность отсутствия тяги на колесах. По всей видимости, модифицировать программу без ухудшения работы коробки пока не выходит. И хоть DSG-7 выпускается с 2008 года, проблема с ее надежностью до сих пор актуальна. Официальный «Фольксваген» традиционно немногословен, но с 2014 года расширенная пятилетняя гарантия на DSG-7 больше не распространяется.

В целом приходится признать, что роботизированные коробки передач – это тупиковая ветвь эволюции автомобилей. Дальнейшее развитие «автоматов» и бесступенчатых трансмиссий (о них в следующий раз) приведет к исчезновению как «роботов» первого поколения, так и, вероятно, преселективных коробок.

Текст: Серик Туленов
Фотоматериал VW Group

Похожие материалы

Углепластик станет заурядностью?

admin

На страже чистого воздуха

admin

Экономичное покрытие

admin

Оставить комментарий