Робот коробка передач что: Как работает роботизированная коробка передач — ДРАЙВ

Как работает роботизированная коробка передач — ДРАЙВ

Чтобы ответить на этот вопрос, придётся вспомнить устройство обычной механической коробки передач. Основу классической «механики» составляют два вала — первичный (ведущий) и вторичный (ведомый). На первичный вал через механизм сцепления передаётся крутящий момент от двигателя. Со вторичного вала преобразованный момент идёт на ведущие колёса. И на первичный, и на вторичный валы посажены шестерни, попарно находящиеся в зацеплении. Но на первичном шестерни закреплены жёстко, а на вторичном — свободно вращаются. В положении «нейтраль» все вторичные шестерни прокручиваются на валу свободно, то есть крутящий момент на колёса не поступает.

Перед включением передачи водитель выжимает сцепление, отсоединяя первичный вал от двигателя. Затем рычагом КПП через систему тяг на вторичном валу перемещаются специальные устройства — синхронизаторы. При подведении муфта синхронизатора жёстко блокирует на валу вторичную шестерню нужной передачи. После включения сцепления крутящий момент с заданным коэффициентом начинает передаваться на вторичный вал, а от него — на главную передачу и колёса. Для сокращения общей длины коробки вторичный вал часто делят на два, распределяя ведомые шестерни между ними.

Упрощённая схема работы 5-ступенчатой механической коробки передач.

Принцип действия роботизированных коробок передач абсолютно тот же. Единственное отличие в том, что смыканием/размыканием сцепления и выбором передач в «роботе» занимаются сервоприводы — актуаторы. Чаще всего это шаговый электромотор с редуктором и исполнительным механизмом. Но встречаются и гидравлические актуаторы.

Роботизированная КПП SensoDrive применяется на автомобилях марки Citroen.

Управляет актуаторами электронный блок. По команде на переключение первый сервопривод выжимает сцепление, второй перемещает синхронизаторы, включая нужную передачу. Затем первый плавно отпускает сцепление. Таким образом, педаль сцепления в салоне больше не нужна — при поступлении команды электроника всё сделает сама. В автоматическом режиме команда на смену передачи поступает от компьютера, учитывающего скорость движения, обороты двигателя, данные ESP, ABS и других систем. А в ручном — приказ на переключение отдаёт водитель при помощи селектора КПП или подрулевых лепестков.

Фирма Ricardo на примере «робота» Easytronic от модели Opel Corsa предложила заменить раздельные актуаторы для сцепления и выбора передачи одиночным электромагнитным актуатором. Благодаря этому уменьшились размеры и масса агрегата. И самое главное — механизм выбора передачи стал работать в восемь раз быстрее, а общий период разрыва потока мощности сократился до 0,35 с. Вверху — серийный Easytronic, внизу — рисунок разработки Ricardo.

Проблема «робота» — отсутствие обратной связи по сцеплению. Человек чувствует момент смыкания дисков и может переключить скорость быстро и плавно. А электроника вынуждена перестраховываться: чтобы избежать рывков и сохранить сцепление, «робот» надолго разрывает поток мощности от двигателя к колёсам во время переключения. Получаются дискомфортные провалы на разгоне. Единственный способ достичь комфорта при переключениях — сократить их время. А это, увы, означает рост цены всей конструкции.

Пионером массового использования преселективных коробок стал концерн Volkswagen, использующий DSG (S tronic у Audi) как на переднеприводных, так и на полноприводных моделях с продольно и поперечно установленными двигателями. Аббревиатура DSG (Direct Shift Gearbox — коробка прямого включения) стала нарицательным для коробок с двумя сцеплениями — хотя на самом деле это просто товарный знак.

Революционным решением стала появившаяся в начале 80-х трансмиссия с двумя сцеплениями DCT (dual clutch transmission). Рассмотрим её работу на примере 6-ступенчатой коробки DSG концерна Volkswagen. У коробки два вторичных вала с расположенными на них ведомыми шестернями и синхронизаторами — как у шестиступенчатой «механики» Гольфа. Фокус в том, что первичных валов тоже два: они вставлены друг в друга по принципу матрёшки. Каждый из валов соединяется с двигателем через отдельное многодисковое сцепление. На внешнем первичном валу закреплены шестерни второй, четвёртой и шестой передач, на внутреннем — первой, третьей, пятой и заднего хода. Допустим, автомобиль начинает разгон с места. Включается первая передача (муфта блокирует ведомую шестерню первой передачи). Замыкается первое сцепление, и крутящий момент через внутренний первичный вал передаётся на колёса. Поехали! Но одновременно с включением первой передачи умная электроника прогнозирует последующее включение второй — и блокирует её вторичную шестерню. Именно поэтому такие коробки ещё называют преселективными. Таким образом, включены две передачи сразу, но заклинивания не происходит, — ведущая шестерня второй передачи находится на внешнем валу, сцепление которого пока разомкнуто.

Состояние DSG при движении на первой передаче. Муфтами блокированы шестерни 1-й и 2-й передач.

Когда машина достаточно разгонится и компьютер решит повысить передачу, размыкается первое сцепление и одновременно замыкается второе. Крутящий момент теперь идёт через внешний первичный вал и пару второй передачи. На внутреннем валу уже выбрана третья. При замедлении те же операции происходят в обратном порядке. Переход происходит практически без разрыва потока мощности и с фантастической скоростью. Серийная коробка Гольфа переключается за восемь миллисекунд. Сравните со 150 мс на Ferrari Enzo!

Состояние DSG после переключения на 2-ю передачу. 3-я передача ожидает своей очереди.

Коробки с двойным сцеплением экономичнее и быстрее традиционных механических, а также более комфортны, чем «автоматы». Главный их недостаток — высокая цена. Вторую проблему — неспособность передавать большой крутящий момент — решили с появлением DSG фирмы Ricardo на 1000-сильном купе Bugatti Veyron. Но пока удел большинства суперкаров — «роботы». Хотя, например, коробка Ferrari 599 GTB Fiorano — не чета опелевскому Изитронику: время переключения у суперробота исчисляется десятками миллисекунд.

Роботизированная коробка AMG Speedshift, устанавливаемая на новейший SL 63 AMG, представляет собой модифицированный мерседесовский «автомат» 7G-Tronic. Только крутящий момент вместо тяжёлого и инертного гидротрансформатора передаёт одинарное многодисковое «мокрое» сцепление. Благодаря применению сложных электрогидравлических актуаторов время переключения составляет 0,1 с.

Сегодня коробки DCT есть не только у Фольксвагена, но и у компаний BMW, Ford, Mitsubishi и FIAT. Преселективные коробки признали даже инженеры Porsche, которые используют в своих машинах только проверенные технологии. Аналитики прогнозируют, что в будущем наиболее распространёнными трансмиссиями станут DCT и вариаторы. А дни третьей педали, похоже, сочтены — скоро она исчезнет даже из самых драйверских спорткаров. Человечество выбирает то, что удобнее.

Комментарии 

Поделиться

Лайкнуть

Твитнуть

Отправить

© 2005–2022 ООО «Драйв», свидетельство о регистрации СМИ №ФС77-69924   16+

Полная версия сайта

Минусы и плюсы роботизированной коробки передач

Запишись на первое бесплатное занятие в Москве
Написать в чат WhatsАpp

Одним из факторов приобретения автомобиля является не только внешний вид, но и его “начинка”. Популярным механизмом для изменения передаточного числа является “робот”. Но минусы роботизированной коробки передач не позволяют производителям всегда устанавливать такую конфигурацию трансмиссии. Разбираем, чем отличается обучение вождению на автомобилях с роботизированной коробкой передач.

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.

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.

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.

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.

Советы по грамотной эксплуатации РКПП

Когда водитель пересаживается с АКПП на автомобиль с РКПП, то ему потребуется понять, как ездить на роботизированной коробке передач. Первое, что он может заметить – это медленное переключение как при повышении, так и при понижении. Если слишком агрессивно работать с акселератором, то автомобиль может начать некорректно работать, поэтому “робот” подходит для спокойной езды. Если водителю нужно резко ускориться, то рекомендуется перейти в ручной режим управления и плавно работать с педалью газа.

Толчки – характерное поведение автомобиля на “роботе” при переключении. Во избежание такой проблемы необходимо привыкнуть к характеру автомобиля и начать немного сбрасывать газ перед переключением передачи.

Нужно учитывать, что система не учитывает износ сцепления роботизированной коробки передач, из-за чего нарушается калибровку настроенных механизмов. Для исправления проблемы необходимо раз в 10-15 тыс. км. отправляться в сервис для инициализации коробки.

Если игнорировать данную процедуру, то через время коробка встанет в аварийный режим.

Что такое коробка передач “робот” – это подходящий вариант для “гражданского” передвижения по городам, в которых редко встречаются пробки. Механизм позволяет комфортно передвигаться по дорогам общего пользования, при этом имя большой ресурс и низкую стоимость обслуживания при сравнении с АКПП.

Не все автошколы уделяют должное внимание объяснению принципов работы РКПП, так как машины с такой коробкой редко встречаются на дорогах достаточно редко. Однако, если вы проходите дистанционное обучение, то можно взять изучение этой темы дополнительно для изучения самостоятельно. Если вам что-то будет не понятно, преподаватель с удовольствием объяснит детали.

Услуги Автошколы

Обучение вождению

Обучении теории и практики во всех районах Москвы

Курсы экстремального вождения

Практика вождения в экстремальных условиях

Обучение вождению автомобиля

Полный курс категории Б: теория и практика

Обучение вождению мотоцикла

Полный курс категории А: теория и практика

Теория в автошколе

Полный курс теории по вождению категорий А и Б

Вождение для женщин

Обучение уверенному вождению для женщин

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 суставов манипуляторов роботов. Соединения 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 для 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!

Коробка передач | Академия роботов

УРОК

Стенограмма

Почти все электродвигатели используются в сочетании с редукторами. Причина этого в том, что электродвигатели развивают относительно низкий крутящий момент. Они не особо сильные. Однако они способны вращаться очень и очень быстро. Таким образом, мы можем использовать коробку передач, чтобы обменивать скорость на крутящий момент. Бесплатных обедов, конечно, не бывает, и коробка передач вносит некоторую неэффективность, есть некоторая потеря мощности. Эта потеря мощности связана с теплом и акустическим шумом.

Если вы пользуетесь велосипедом, вы, вероятно, хорошо знакомы с концепцией передачи. Электродвигатели способны вращаться очень-очень быстро, но они не производят большого крутящего момента, они довольно слабые.

Теперь это немного похоже на проблему езды на велосипеде в гору. Вы хотите пожертвовать большим количеством оборотов педалей, чтобы уменьшить нагрузку на эти педали. Вы обмениваете большую скорость на большой крутящий момент.

Для электродвигателя это то же самое, и, как и в случае с велосипедом, у вас есть маленькая звездочка спереди на педалях, а у вас есть звездочка побольше на заднем колесе. Таким образом, на каждый оборот электродвигателя приходится только половина оборота выходного вала редуктора двигателя. Таким образом, двигатель вращается довольно быстро, выходной вал вращается довольно медленно, но крутящий момент двигателя усиливается за счет передаточного числа.

Здесь у нас мотор с одноступенчатым редуктором. Мы называем его редуктором, потому что при каждом обороте двигателя выходной вал вращается менее одного раза. Когда мы обращаемся к двум сторонам редуктора, мы называем сторону двигателя, которая обозначается индексом M, и сторону нагрузки, которая обозначается индексом L. Передаточное число редуктора обозначается заглавной буквой G, и это соотношение количества зубьев на большое колесо к количеству зубьев на маленьком колесе. А для редуктора G больше единицы.

Выходная скорость omega L равна 1 на G, умноженному на omega N. Таким образом, скорость выходного вала ниже скорости двигателя. Выходной крутящий момент tau L равен произведению G на крутящий момент двигателя tau M, поэтому выходной крутящий момент больше, чем крутящий момент двигателя. Это основные уравнения, описывающие характеристики коробки передач. Это снижает скорость и увеличивает крутящий момент.

Электродвигатели

обычно довольно слабые, они развивают низкий крутящий момент, поэтому очень часто добавляют редуктор.

Профессор Питер Корк

Профессор роботизированного зрения в QUT и директор Австралийского центра роботизированного зрения (ACRV). Питер также является членом IEEE, старшим научным сотрудником Академии высшего образования и членом редколлегии нескольких журналов, посвященных исследованиям в области робототехники.

Уровень навыка

Математика средней школы

Этот контент предполагает понимание математики на уровне средней школы, т.