Роботизированная коробка передач – устройство, принцип работы

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.

Устройство роботизированной коробки передач

Роботизированные коробки передач различаются по конструкции, вместе с тем, можно выделить следующее общее устройство данного агрегата — механическая коробка передач с системой управления сцеплением и передачами.

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, 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:

• Allshift от Mitsubishi;
• Dualogic от Fiat;
• Durashift EST от Ford;
• Easytronic от Opel;
• MultiMode от Toyota;
• SensoDrive от Citroen;
• 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:

• DCT M Drivelogic от BMW;
• DSG от Volkswagen;
• PDK от Porsche;
• Powershift от Ford, Volvo;
• Speedshift DCT от Mercedes-Benz;
• S-Tronic от Audi;
• TCT от Alfa Romeo;
• 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).

 

 

Как правильно ездить на роботизированной коробке передач: особенности работы робота

9 августа 2021, Статьи

Рассказываем о специфике использования робота в машине.

Роботизированная коробка передач — в простонародье просто робот — для большинства водителей мало чем отличается от традиционного автомата, рычаг которого для начала движения переводится в положения D (Drive) или R (Reverse). Но в то же время эти коробки устроены иначе. Поэтому владельцам машин с такой популярной в наши дни трансмиссией следует знать, как правильно ездить на роботе.

Как работает роботизированная коробка передач

По конструкции робот напоминает механику. Разница между ними в том, что у роботизированной коробки за управление переключением ступеней и смыкание/размыкание сцепления отвечает автоматика. То есть водителю не нужно выбирать рычагом нужную ступень и при этом каждый раз выжимать левую педаль. У машин с роботом, как и с автоматом, ее нет. То есть педалей на автомобиле с роботизированной коробкой всего две, а не три.

Роботы бывают двух видов: с одним сцеплением (автоматизированные) и с двумя (преселективные). Первые проще, дешевле и конструктивно больше походят на механику, поскольку сделаны на ее основе и дополнены сервоприводами и управляющей электроникой. Они задумчивее и грубее в переключении ступеней, с ними машина дольше трогается с места, а смена передач в движении может происходить с «кивками» автомобиля. Однодисковые роботы, как правило, встречаются на недорогих моделях автомобилей из недалекого прошлого.

Преселективная коробка сложнее по конструкции. Она — как две механики в одном корпусе: одна с четными передачами, а другая с нечетными. Переключения в таком роботе происходят быстрее и без разрыва мощности, как в однодисковом, поскольку следующая передача в нужный момент уже готова включиться. Такой тип коробок передач распространен на машинах концерна Volkswagen, где он носит название DSG. Преселектив можно встретить на Porsche, «Шкодах» и Audi. А еще такие коробки используют фирмы BMW, Mercedes-Benz, Ford, Renault, Volvo, Kia, Hyundai и другие.

Как переключать передачи на роботе

К роботизированным коробкам передач применимы все основные правила пользования автоматом:

• Для начала движения при нажатом тормозе нужно включить режим D или R, а после остановки — выключить.

• Не рекомендуется нажимать одновременно на газ и тормоз при выбранном режиме движения, чтобы избежать перегрузки трансмиссии и снижения ее ресурса.

• Переключения между режимами D, R и P следует производить после полной остановки машины при нажатом тормозе, то есть когда сцепления полностью разомкнуты.

• Избегайте резких стартов в режиме «газ в пол» и прочих «светофорных гонок», а также дрифта и езды с заносами, чтобы раньше времени не убить коробку.

• Не стоит покорять бездорожье на машине без понижающей передачи. От пробуксовок на оффроуде у робота сильно изнашивается сцепление, а сам он перегревается.

• Не переключайте робот в N для движения накатом, чтобы не подвергать сцепление ударным нагрузкам при последующем включении режима D.

• По возможности избегайте буксировки прицепов или других автомобилей, чтобы не подвергать элементы робота повышенному износу. А если это все же необходимо, то двигайтесь плавно, без резких разгонов и торможений.

Как управлять роботизированной коробкой передач

Поскольку роботы конструктивно отличаются не только от привычного классического автомата, но и друг от друга, в их эксплуатации есть разного рода нюансы, о которых следует знать владельцам машин с такими коробками. Например, чтобы в автоматическом режиме однодисковый робот успевал переключать ступени и не пинался, а преселективный не путался в передачах, лучше ездить спокойно, плавно и не торопясь. Для агрессивной езды по этой же причине предпочтительнее ручной режим коробки, в котором можно щелкать ступени самостоятельно.

У машин с однодисковым сцеплением, как правило, не предусмотрен режим автоматического включения стояночного тормоза при остановке либо он действует всего несколько секунд, чтобы водитель успел потянуть за рычаг между передними сиденьями. Поэтому стоять на светофоре и трогаться с места в горку с такой коробкой нужно как на механике — предварительно нажав тормоз или удерживая автомобиль на месте с помощью «ручника». Роботы изначально настроены на экономичный стиль езды, поэтому после первой они спешат скорее подоткнуть вторую передачу.

При толкании в заторах на небольшой скорости роботизированные трансмиссии то и дело переключаются между первой и второй ступенью, тем самым увеличивая нагрузку на свои элементы и больше нагреваясь. Да и сцеплению при этом приходится работать с пробуксовками. Чтобы наносить меньше вреда роботу и минимизировать дискомфорт для водителя и пассажиров от пинков коробки, в пробках лучше ездить в ручном режиме, выбрав и зафиксировав оптимальную для дорожной ситуации первую или вторую передачу.

Иван Титов

Читайте также

• Автомобили с пробегом продолжают дорожать, но рост цен замедлился
• Какими смартфонами пользуются автомобилисты в России
• Полный список автомобильных новинок месяца: их уже можно купить
• Топ товаров с «АлиЭкспресс» к предстоящему отпуску
• ГИБДД рассказала о новом дорожном знаке

Продолжение темы

Все новости

16 февраля 2023Как за минуту понять, что б/у автомобиль категорически нельзя покупать?

8 февраля 2023Американец просушил затонувший при урагане Audi двумя тоннами риса

29 января 2023Можно ли отремонтировать скол или трещину на ветровом стекле

26 декабря 2022Автоэксперт Хайцеэр рассказал, как продлить жизнь автомобильного аккумулятора

20 декабря 2022Автоэксперт Баканов назвал типичные ошибки водителей при вытаскивании авто из снега

сухой редуктор для роботов

org/BreadcrumbList»>
1. Дом
2. коробка передач Drygear®

Каждый робот хорош настолько, насколько хороши его редукторы

В роботах зубчатые передачи являются связующим звеном между двигателем, обеспечивающим приводную энергию, и частью машины, выполняющей запланированное движение.

Редукторы из высококачественного пластика: не требующие смазки, легкие и ударопрочные
Все соединения drygear® являются модульными; они могут быть расширены по мере необходимости и интегрированы в существующие системы. Редукторы drygear® особенно предпочтительны для манипуляторов роботов для контроля качества или сортировки. Но редукторы также используются для осей вращения или скольжения.

Запросить индивидуальную консультацию сейчас

Сердце вашего робота: купите редукторы с двигателем или без него

Универсальное и гибкое применение модульных редукторов

Модульная система редукторов Apiro

Дополнительная информация

Купить Редуктор Apiro

Волновой привод drygear®

Дополнительная информация

Купить волновой привод

Червячная передача drygear® с двигателем (оси вращения)

Купить оси вращения

Червячная передача drygear® без двигателя

Купить червячную передачу

Больше гибкости для роботов UR: Внешняя ось вращения robolink® D

• Чрезвычайно компактная для интеграции в робототехнику в качестве внешней оси вращения
• Готова к подключению, вкл. двигатель и система управления сухим двигателем D1
• Механический срок службы: мин. 1 000 000 циклов
• Экономичность благодаря использованию полимера
• Совместимость с робототехническими системами других производителей роботов, напр. Универсальные роботы

Подробнее о внешней поворотной оси robolink® D

Не менее 1 миллиона циклов

Более 850 тестовых запусков в год

Более 6 лет опыта

Проверено и доказано: испытания отдельных клиентов в испытательной лаборатории drygear®

900 подходит для вашего приложения? Какие максимальные нагрузки возможны?

Какая скорость вращения может быть достигнута?

Какой механический срок службы я могу ожидать для моего приложения?

Около 50 внутренних испытательных станций drygear® доступны для индивидуальных испытаний заказчиков. Мы также ежедневно тестируем наши редукторы для активных исследований и разработок.

Обратитесь в испытательную лабораторию drygear®

Простое управление – ручное или автоматическое управление

Простая, быстрая и несложная настройка формата. С модульной системой коробки передач Apiro вы можете настроить собственную регулировку полосы движения, используя различные передаточные числа и варианты длины.

Сборка за считанные минуты и простая замена редукторов

Подключайте шаговые двигатели к соединениям robolink®.

Замена двигателя червячной передачей в соединении robolink®

Робот с гармоническим приводом, Робот с планетарной коробкой передач, Робот с редуктором

Почему в роботах используется гармонический редуктор, а не обычный редуктор? Потому что робот требует небольшого размера и высокой точности. Только гармонический редуктор может обеспечить высокую точность, малый зазор, большой коэффициент замедления и малый размер. В соответствии с потребностями гибкости малых и средних роботов гармонические и планетарные редукторы роботов обычно используются на шарнирах роботов.

Что такое коробка передач в роботе?

Коробка передач робототехники является частью шарниров манипуляторов роботов. Шарниры обеспечивают маневренность, а коробки передач определяют скорость и направление движения. Они являются связующим звеном между двигателем, который обеспечивает приводную энергию, и компонентом машины, задачей которого является выполнение запланированного движения.

Как работает роботизированная коробка передач?

Передаточное отношение редуктора гармонического привода больше, чем у обычного редуктора. Поскольку количество зубьев зацепления велико, его грузоподъемность и передача очень высоки; диапазон мощности от нескольких ватт до нескольких десятков киловатт, при этом он не оказывает воздействия и шума; Гармонический редуктор может создать пространственный механизм для передачи движения и мощности, такой как герметизация устройств замедления передачи гармоник, и приводит в действие пространственные механизмы, работающие в вакууме, коррозии и других вредных средах; в дополнение к этому также можно использовать гармоническую передачу. Реализовать высокоскоростное движение, такое как ручные генераторы, ветряные турбины, и удобную реализацию дифференциальной передачи.

Конструкция коробки передач робота

От 60% до 70% вращающихся соединений робота используют гармонические шестерни. Механизм гармонической зубчатой ​​передачи состоит из трех основных частей: жесткой шестерни, генератора гармоник и гибкой шестерни. При работе жесткая шестерня установлена ​​неподвижно, каждый зуб равномерно распределен по окружности, а гибкая шестерня с внешней формой зуба вращается вдоль внутренних зубьев жесткой шестерни. Гибкая шестерня имеет на два зуба меньше, чем жесткая, поэтому гибкая шестерня поворачивается на соответствующий угол двух зубьев в противоположном направлении за каждый оборот жесткой шестерни. Генератор гармоник имеет эллиптический профиль, и шарики, установленные на генераторе гармоник, используются для поддержки гибкой шестерни, а генератор гармоник приводит гибкую шестерню во вращение и придает ей пластическую форму. При вращении только несколько зубьев эллиптического конца гибкой шестерни входят в зацепление с жесткой шестерней. Только так гибкая шестерня может свободно поворачиваться на определенный угол относительно жесткой шестерни.

Редуктор манипулятора робота

Характеристики планетарных редукторов и гармонических приводов роботов Laifual в робототехнике

Являясь профессиональным производителем планетарных редукторов для роботов, наши редукторы с гармоническим и планетарным приводом обладают такими преимуществами, как легкий вес, свободный зазор между шестернями и высокий крутящий момент. и т. д. Они могут широко использоваться в промышленных роботах, имитационных роботах, устройствах для производства полупроводниковых жидких кристаллов, фотогальваническом оборудовании, оптических инструментах, прецизионных станках и других роботизированных передовых областях.

Для получения дополнительной информации о планетарном редукторе робота, пожалуйста, свяжитесь с нами!

Родственная коробка передач

• Планетарная коробка передач с концентрическим валом LFB

  Планетарная коробка передач с концентрическим валом LFB

  Узнать больше

• Планетарная коробка передач серии LFAR с прямым углом

  Планетарная коробка передач серии LFAR с прямым углом

  Узнать больше

• Планетарный редуктор с фланцевым выходом LFF

  Планетарный редуктор с фланцевым выходом LFF

  Узнать больше

Продукция

• Коробка передач Harmonic серии LS
  • LSS High Precision Harmonic Gearbox
  • LSG Harmonic Drives с высоким крутящим моментом
  • Коробка передач LSD Shorten Thin Harmonic
  • Легкие гармонические приводы LSN
  • Редуктор LFS Ultra Flat Harmonic
• Гармонический редуктор серии LH
  • LHT High Precision Harmonic Gearbox
  • LHD Shorten Thin Harmonic Drives
  • Коробка передач LHG Harmonic с высоким крутящим моментом
  • Легкие гармонические приводы LHN
• Поворотные приводы
  • LFRob I серия
  • Серия LFRob T
• О нас
• Технология продукта
• Скачать
• Настройка

Новости

• Приглашение на Hannover Messe 2023, Германия | Suzhou Changmu Drive Co.