Как правильно эксплуатировать роботизированную коробку передач: Как ездить на роботизированной коробке передач, чтобы она не сломалась

Содержание

Как правильно обслуживать роботизированную КПП

Механическую коробку переключения передач с автоматическим управлением обычно называют роботизированной. У каждого автомобильного концерна есть в арсенале такая разновидность коробки передач. Создавая роботизированную КПП, компании преследовали цель занять привлекательную рыночную нишу между дешевой МКПП и дорогой АКПП. 

Роботизированная коробка передач (КПП) на легковых автомобилях у каждого производителя имеет свое название: Quickshift («Рено»), 2-tronic («Пежо»), Allshift, Twin Clutch SST, Sporttronic («Мицубиси»), Easytronic («Опель»), Durashift EST («Форд»), Dualogic, Speedgear («Фиат»), MultiMode, SMT («Тойота»), i-Shift («Хонда»), SensoDrive, EGS или BMP («Ситроен»), Selespeed («Альфа Ромео»), Automatic Stickshift, DSG («Фольксваген»), Sequentronic («Мерседес-Бенц»), SMG/SSG («БМВ»), S-Tronic («Ауди»), PDK («Порше»).   

Принцип работы  роботизированной коробки.  

Роботизированная КПП состоит из механической коробки передач, оборудованной исполнительными механизмами и блоком управления.

Блок управления считывает информацию либо с датчиков вращения коленчатого вала, либо с датчика скорости и, при необходимости, осуществляет переключение передач посредством гидравлического либо электрического исполнительного механизма. Вот почему «роботроник» иногда классифицируется как «автомат» – при переключении передач вам не надо выжимать сцепление. Однако это не совсем верно.   

Дело в том, что отсутствие педали сцепления в салоне не исключает самого диска сцепления из всего механизма. Типичная проблема всех роботизированных коробок заключается в разрыве потока мощности при переключении передач, что порой выливается в неприятные рывки при переключении. 

Казалось бы, подобная проблема существует и в МКПП, но не следует сбрасывать со счетов человеческий фактор. Человек, управляющий автомобилем с МКПП, способен быстро подстраиваться под любую дорожную ситуацию, оценивая ее наперед, и делать переключение передач практически незаметным. 

  Различные компании используют разные настройки для «роботроников». Например, фирма Opel устанавливает на свои модели роботизированную КПП под названием Easytronic, которая обеспечивает максимально комфортное переключение передач при спокойном вождении и вызывает дискомфорт при активной езде.   

  Ford устанавливает Durashift специально для любителей быстрой, агрессивной езды, но… в условиях города, медленного передвижения в пробках, в отличие от «роботроников». Кстати, «роботроник» позволяет тормозить двигателем, в отличие от автоматической коробки. Для водителей, любящих держать процесс поездки под контролем, такая функция просто незаменима. Также роботизированная КПП позволяет переключать передачи в ручном режиме, что делает процесс езды более динамичным.   

Основные проблемы «роботов» 

  Изначально роботизированные коробки устанавливались на автомобили класса «B», такие как Opel Corsa, Ford Fiesta и т.д. Сейчас сфера применения роботизированных КПП значительно расширилась. Теперь «роботроники» устанавливаются на автомобили гольф-класса – Ford Focus, VW Golf и многие другие, а также на компактные мини-вэны и кроссоверы. Для потребителя, не располагающего достаточной суммой денег на покупку автомобиля с АКПП и не желающего «путаться в педалях», роботизированная коробка кажется просто незаменимой.   

Впрочем, все виды коробок передач имеют свою «ахиллесову пяту», в том числе и роботизированная. Из-за ее схожести с МКПП есть проблема замены диска сцепления. С другой стороны, сам процесс замены диска сцепления не намного сложнее замены сцепления в механической коробке. 

Еще одна актуальная проблема роботизированных коробок передач – стабильная работа контактов. Система управления «роботроником» имеет массу контактов, разъемов, а также электрические приводы. При нарушении одного из контактов «роботроник» перестает функционировать. Подобная остановка коробки приводит к тому, что переключение передач становится невозможным. Крайне неприятно, если такое случилось не в нейтральном положении «роботроника». При такой остановке коробки буксировать автомобиль нельзя, придется вызывать эвакуатор и транспортировать машину к месту ремонта. 

  Помимо перечисленных проблем у роботроников бывают сбои в системной плате. Подобная проблема «лечится» перепрошивкой чипа. Остальные проблемы схожи с проблемами механической коробки передач: при большом пробеге изнашиваются синхронизаторы, иногда требуются настройка сцепления, регулировка тяги. Все эти проблемы легко устраняются в специализированном автосервисе (и сравнительно недорого). В принципе глобальных проблем в процессе эксплуатации роботизированных коробок передач не встречается.  

Особенности обслуживания и эксплуатации

 

Независимые СТО предлагают свои услуги по ремонту трансмиссии с учетом объективной ситуации местного рынка. А это значит, что у новосибирских мастеров автосервиса накоплен опыт обслуживания преимущественно автоматических коробок передач, вариаторов и, конечно же, классической «механики». 

«Подержанные машины с роботизированными коробками поступают в Россию в основном из Западной Европы, – говорит Константин Зайцев, управляющий автосервисом «Мастерская по ремонту АКПП». – По таким машинам пока еще недостаточно информации, на рынке их мало. К нам эти машины поступают в основном со вторичного рынка, и их пока еще немного в Новосибирске». 

Однако Константин Зайцев упомянул в числе наиболее часто встречающихся «болезней» роботизированных коробок проблемы с электронным блоком – тем самым, который руководит работой сцепления. 

В силу объективных причин, на базе которых формируется рынок автомобилей Новосибирска, дилерские автосервисы имеют значительно больший опыт ремонта машин с роботизированными коробками передач. 

  «Многое зависит от того, насколько грамотно водитель управляет машиной с роботизированной коробкой, – рассказывает Андрей Владимиров, заместитель начальника СТО сервисного центра «Сибтрансавто Новосибирск», официального дилера Opel, Chevrolet. – «Робот» управляет сцеплением, с его помощью происходит включение/выключение сцепления, и поэтому, если водитель не выключает передачу, а стоит на светофоре с включенной передачей, у его автомобиля в итоге быстро изнашиваются диски сцепления. То есть это происходит от неправильной эксплуатации и незнания особенностей работы роботизированной КПП».   

Несмотря на то что общий принцип работы коробок передач – «роботов» схож, каждый производитель выпускает на рынок свой собственный, немного отличный от других вариант этого узла автомобиля. Поэтому ремонт роботизированных коробок передач требует знаний всех рекомендованных производителем технологий, а также наличия необходимого оборудования и одобренных изготовителем запасных частей и расходных материалов. 

В гарантийный период диски сцепления чаще всего меняются за счет дилера, а по истечении срока гарантии – за счет владельца автомобиля. Поэтому владельцам таких машин рекомендуется ремонтировать роботизированные коробки в постгарантийный период у дилера, так как все запчасти в данном случае точно будут оригинальными, с завода-изготовителя – это значительно увеличит ресурс «робота». 

  Еще раз напомним, что современная роботизированная КПП  буквально нашпигована электроникой. Ремонт большинства из них порой невозможно выполнить без дилерского сканера. Или же, устранив механическую поломку, без необходимого дилерского оборудования нельзя выполнить электронное перепрограммирование коробки передач. Если этого не сделать – она опять выйдет из строя.   

Владельцам автомобилей с роботизированной коробкой передач следует помнить, что «робот» – это, скорее, усовершенствованная электроникой «механика». Такие машины имеют свои особенности эксплуатации, которые следует неукоснительно соблюдать. 

 

http://www.auto-sib.com/remont/detail/7522.html

Как правильно эксплуатировать DSG

28.05.2021

Реклама наших партнеров

Коробка DSG – роботизированная механическая коробка передач с двумя сцеплениями, а также отдельным блоком управления Мехатроник. Сегодня DSG является одной из наиболее распространенных роботизированных КПП среди других типов автомобильных трансмиссий.

Преселективная коробка — робот с двумя сцеплениями ставится на многие модели, выпущенные концерном Volkswagen, при этом можно встретить как более раннюю версию DSG-6, так и DSG-7.

Как показывает практика, чтобы максимально увеличить срок службы DSG, необходимо учитывать определенные нюансы во время эксплуатации КПП данного типа. В этой статье мы рассмотрим, как правильно пользоваться такой коробкой передач.  

 

Как правильно пользоваться DSG коробкой

Начнем с того, что DSG обеспечивает отличную разгонную динамику и топливную экономичность, присущую МКПП, а также комфорт «классического» гидромеханического автомата. В результате преселективный робот стал одним из самых перспективных видов КПП.

При этом даже с учетом схожести с АКПП по принципу работы, а также с МКПП по конструкции, эксплуатация автомобиля с DSG несколько отличается от автомата, механики и простых однодисковых роботов (коробка передач AMT). 

Более того, некоторые нюансы возникают даже в зависимости от того, какой тип DSG установлен на конкретной модели авто. Например, коробка ДСГ-6 является «мокрой» (сцепление работает в масляной ванне), тогда как DSG-7 является «сухой».

  • При этом диски сцепления, как в первом, так и во втором случае изнашиваются, причем в случае с DSG-7 это происходит быстрее. Это значит, что агрессивный стиль езды, резкие ускорения с места, пробуксовка и т.п. для DSG-6 еще допустимы, однако о DSG-7 такого сказать нельзя.

Дело в том, что сцепление в масляной ванне более защищено от износа и перегревов, чем его «сухой» аналог. Также ДСГ-6 изначально была рассчитана на больший крутящий момент (около 350 Нм), тогда как версия на 7 ступеней «переваривает» не более 250 Нм.

На практике это означает, что чип-тюнинг и жесткая эксплуатация быстро выведут DSG-7 из строя. Следует упомянуть случаи, когда такая КПП не выхаживала больше 50-70 тыс. км. с момента покупки и требовала дорогостоящего ремонта.

  • Важно понимать, как пользоваться DSG в пробке и эксплуатировать машину с данной коробкой в черте города. Прежде всего, для того, чтобы экономить горючее, DSG в автоматическом режиме обычно быстро переключается с первой на вторую передачу. При этом если дальше водитель жмет на тормоз или не разгоняется, снова происходит переход на первую скорость.

Получается, при такой езде «рывками» происходит ускоренный износ коробки и сцепления, сцепление перегревается и т.д. Чтобы этого избежать, оптимально переходить на ручное управление, используя полуавтоматический режим коробки. Если просто, водитель самостоятельно включает первую передачу и не переключается на вторую, если сложилась такая ситуация на дороге.

  • Еще в списке правил, которые могут увеличить ресурс DSG, следует выделить необходимость активно нажимать на педаль тормоза при переключении режимов. В том случае, если тормоз не выжат полностью, DSG не до конца размыкает диски сцепления, тем самым увеличивается износ.

Также правило перехода на «нейтралку» при остановках, актуальное для «однодисковых» роботов, в меньшей степени затрагивает DSG.  Другими словами, переключаться в режим N на светофорах и при простоях до 60 сек. нет необходимости, так как частые переключения только увеличивают износ. Более того, при полностью нажатом тормозе коробка сама размыкает сцепление.

Нужно знать, что коробка DSG (особенно 7-и ступенчатая) «боится» пробуксовок даже больше, чем АКПП. Это значит, что буксовать в грязи, на льду, при старте с места в ручном режиме и т.д. запрещено.

Также при постановке в режим «паркинг» необходимо пользоваться стояночным тормозом, чтобы продлить срок службы ограничителя (блокировочного механизма), который препятствует откату автомобиля. Переключения между режимами должны быть плавными, с небольшой задержкой около 1 секунды. За это время электроника вполне успеет «подстроиться».

  • Следует добавить, что автомобиль с DSG не следует перегружать буксировкой прицепа или другого транспорта, а также перевозкой различных грузов в самом авто. На практике, изначально тяжелая машина с DSG-7 (например, Skoda Superb) с полным салоном пассажиров и дополнительным грузом может весить около двух тонн. С учетом того, что коробка не рассчитана на большие нагрузки, такой робот может неожиданно выйти из строя.

Что касается DSG-6, данная КПП более вынослива и устанавливается в паре с мощными двигателями. Однако и это не означает, что машину с подобной трансмиссией можно постоянно использовать в качестве буксира.

 

Советы и рекомендации

Прежде всего, коробка DSG нуждается в обслуживании, причем чаще, чем МКПП. Например, в DSG-6 сцепление работает в масле, также достаточно большой и сам объем смазочной жидкости.

По этой причине замена масла в DSG должна производиться каждые 60 тыс. км. пробега. Параллельно меняется и фильтр коробки передач. При этом без должного опыта и оборудования лучше отказаться от самостоятельной замены в условиях гаража.

Еще добавим, что, если машина с ДСГ застряла в грязи или снегу, нужно воздержаться от интенсивных попыток выехать «в раскачку». Лучше перевести коробку в режим N и воспользоваться сторонней помощью, то есть вытащить или вытолкать автомобиль.

Если же возникла необходимость буксировки авто с DSG, нужно придерживаться правил и рекомендаций, буксировать машину с разрешенной скоростью и только на короткие расстояния. Информация обычно содержится в мануале.

 

Что в итоге

Как видно, эксплуатация DSG достаточно сильно напоминает использование классического гидромеханического автомата АКПП. При этом есть и отличия. Например, DSG позволяет переключиться из режима D в R без небольшой задержки в N. Однако, что касается пробуксовок, роботизированная трансмиссия к ним наиболее чувствительна.

Также следует учитывать, что робот с двумя сцеплениями достаточно сложный агрегат в плане конструкции. При этом в сравнении с другими типами трансмиссии ремонт DSG часто получается не только затратным, но и проблемным. Причина — далеко не каждый автосервис способен качественно отремонтировать DSG.

В качестве итога отметим, что даже с учетом всех сложностей и потенциальных проблем, коробка DSG все равно является наиболее предпочтительным вариантом при выборе нового авто.

Также сам производитель VAG постоянно дорабатывает конструкцию, вносит изменения в алгоритмы работы КПП, совершенствует прошивки электронного блока и т.д. В результате можно рассчитывать на повышение надежности и достаточно продолжительный срок службы коробки передач.

 

 

Источник: krutimotor.ru

Реклама наших партнеров

Акционные товары

Коробка передач 7DCT (GWM 7DCT450)

Бренд Haval показал кроссовер с трансмиссией совершенно нового уровня. Речь идет о преселективной коробке 7DCT с двумя сцеплениями, которая сочетает в себе скорость переключений робота, экономичность механики и «неубиваемость» автомата. И она будет доступна в России!

В рамках Московского автосалона состоялась премьера абсолютного нового кроссовера Haval F7. Стильная новинка интересна не только яркой внешностью или, например, передовыми турбированными двигателями, но и продвинутой роботизированной КП с двумя сцеплениями «мокрого» типа под названием GWM 7DCT450. Это первый «робот», от первой до последней детали разработанный инженерами в Китае! Мало того, новая преселективная КП оказалась настолько удачной, что производитель уже через 3 года полностью откажется от импортных «автоматов» от ZF, Getrag и Hyundai.

Достаточно лишь упомянуть, что проектом новой роботизированной КП руководил опытнейший немец Герхард Хеннинг, который до этого много лет отвечал за автоматизированные трансмиссии в Volkswagen Group, а затем был главным «трансмиссионщиком» в коммерческом и легковом подразделении Daimler. Именно при нем в Volkswagen сделали первый в мире 6-ступенчатый DSG для переднего и заднего привода, в «Мерседесах» появились легкие и компактные «роботы» 7DCT и 9DCT, а также автоматы семейства 7G и 9G Tronic.


Новый семиступенчатый «Робот» GWM 7DCT450 — не просто шустрый и плавный. Он еще и обладает высоким запасом прочности, поскольку рассчитан на внушительный крутящий момент до 450 Нм. Создателям удалось добиться высочайшего коэффициента полезного действия — более 95%, а значит весь потенциал современных двигателей раскрывается в полной мере — а это и отличная динамика, и топливная экономичность.

Вдобавок ко всему коробка получилась компактнее аналогов и сразу на 10 кг легче схожих агрегатов, что позволяет адаптировать ее для установки фактически в любые перспективные вседорожники марки «Хавейл». Вес полностью заправленного агрегата — всего лишь 83 кг, при этом здесь используется трансмиссионная жидкость с пониженной вязкостью.


В новом Haval F7 управление «роботом» осуществляется современным нефиксируемым джойстиком.

И разумеется, «робот» GWM нельзя ассоциировать с пресловутыми аналогами других брендов, которые в свое время не отличались надежностью. Новая трансмиссия лишена таких недостатков, зато имеет развитое масляное охлаждение (температурный режим работы — от -40 до +140 градусов) и заявленный производителем ресурс аж в 300 000 км пробега. Впечатляет, правда? Это означает, что агрегат будет исправно служить на протяжении всего срока эксплуатации автомобиля. В ресурсных испытаниях «робота» и тонкой доводке были задействованы более 1000 кроссоверов, которые суммарно преодолели 7,5 миллионов км в самых разных дорожно-климатических условиях Китая и Европы.

Почему марка Haval делает ставку именно на «роботы», а не классические автоматы или вариаторы? Во-первых, при правильном подходе к проектированию преселективные КП с «мокрыми» сцеплениями не менее, а то и более надежны, чем другие типы трансмиссий. Во-вторых, они практически лишены недостатков классической АКП — повышенного расхода топлива и медлительности в работе, но при этом демонстрируют плавные «бесшовные» переключения скоростей и реально снижают расход топлива. Наконец, «роботы» фактически идеально подходят для взаимодействия с гибридными компонентами, которые становятся трендом мировой автоиндустрии.

А самое важное, что опыт взаимодействия с новой трансмиссией GWM 7DCT450 получат и российские автолюбители. Оснащенные им новые модели Haval, в числе которых и нашумевший имиджевый кроссовер Haval H7, уже в 2019 году будут выпускаться на новейшем заводе компании в Тульской области.

Что такое роботизированная коробка передач, какие они бывают и в чем отличия

Роботизированная коробка передач, или по-другому полуавтоматическая коробка передач – это полностью механическая коробка передач, где переключение передач или включение/выключение муфт является автоматическим. Такая коробка-робот считается надёжной, удобной, а также неплохо экономит топливо. Она будет дешевле чем всем знакомая АКПП. Почти все автомобили, вплоть до премиум класса оснащают РКПП.

Какой принцип работы роботизированной коробки передач?

Для того чтобы все было относительно понятно, нужно вспомнить действие МКПП (механика), ведь они работают практически одинаково.

МКПП состоит из двух валов. Через сцепление на первичный вал от двигателя автомобиля передаётся крутящий момент. А вторичный вал этот крутящий момент передаёт на колёса. Поэтому от силового агрегата отваливается первичный вал. Синхронизаторы продолжают работу МКПП и перемещаются, ведь на них влияет рычаг КП. Отпуская педаль сцепления, синхронизатор начинает фиксировать заданную передачу с большой жесткостью. На колеса и главную передачу передается крутящий момент, именно так действует МКПП.

Относительно роботизированной коробки, то принцип действия тот же, только отключение и включение муфты полагаются на так называемые актуаторы, или другим словом – сервоприводы.

Сервопривод – один из важнейших элементов РКПП, которым руководит электронный блок управления. Только при переключении первой скорости РКПП работает как механика, в дальнейшем – это настоящий автомат.

Какие плюсы и минусы в роботизированной коробке передач?

Плюсы РКПП.

  1. 1. Отличает в положительном русле эту коробку от МКПП ресурс работы сцепления, который в РКПП увеличенный.
  2. 2. В отличие от автомата РКПП является достаточно надежной конструкцией, которая собрана почти как МКПП.
  3. 3. В работе есть функция «Типтроник», которую можно назвать чрезвычайно полезной, ведь благодаря ей есть возможность вручную переключать скорости.
  4. 4. РКПП экономит топливо почти на 30%.
  5. 5. Отремонтировать автомат будет стоить дороже, чем робот. РКПП сможет отремонтировать даже водитель, если имеет минимальные знания и навыки в этой области.
  6. 6. Также обслуживание робота выйдет значительно дешевле автомата. Например, трансмиссионного масла, которое является достаточно дорогим, придется залить в автомат около 7 литров, а в РКПП всего 3 литра – это значительная экономия для автолюбителей.

Минусы РКПП.

  1. 1. Такие коробки зависают время от времени.
  2. 2. Непозволительно увеличить динамику ресурса.
  3. 3. Если ездить по городу, РКПП не будет достаточно эффективным, ведь при длинных остановках коробка-робот может сломаться. Хотя «Типтроник» должен помочь этого избежать.
  4. 4. Если ездить постоянно в гору, то прививка может разомкнуться, ведь оно быстро нагревается, особенно если водитель это тот человек, который часто включает низкие передачи.

Как ездить на роботизированной коробке передач?

На РКПП, как и на АКПП есть нейтральный режим N. Только тогда крутящий момент не передаётся на колеса. При простое автомобиля с работающим двигателем нужно включать режим нейтраль. А режим реверс R означает движение автомобиля назад. Также роботизированная коробка передач имеет «A / M» и «E / M», что своего рода являются аналогичными режиму драйв D, который отвечает за движение автомобиля вперед. Этими режимами практически всегда обозначают однодисковые РКПП, которые имеют всего лишь одно сцепление. Надо учесть, что коробки-роботы, в которых есть двойное сцепление, используют режим драйв D, как и обычные АКПП. Ещё присутствует режим М, который означает, что коробка в режиме ручного управления. Такие обозначения «+» и «-» указывают почему и как двигать селектор: для повышения или понижения передач.

Также стоит отметить, что РКПП работает совершенно по-другому, чем автомат с гидротрансформатором. Важно знать, как управлять РКПП и уметь правильно эксплуатировать её. Из этого можно понять, что разобраться с тем, как правильно ездить на роботизированной коробке не так трудно и вполне реально. Просто нужно знать, как она работает.

Коробка передач робот – это универсальная вещь, которой отдает предпочтение большинство водителей, и с каждым днём желающих приобрести автомобиль с РКПП становится все больше. Роботизированная коробка передач означает надежность, простоту в использовании, а также полную автоматизацию.

Первые коробки-роботы появились в предыдущем десятилетии именно на серийных автомобилях. Для этого использовалась с обычным сцеплением механика, которую дополнили электроприводами, что переключали передачи. Когда на автомобильном рынке появились первые коробки РКПП — это вызвало сумасшедший фурор, именно экономия такой КП заставила так ею заинтересоваться.

Что означает роботизированная коробка передач?

Умная РКПП означает работу, которая осуществляется в двух режимах:

  • — автоматическом;
  • — ручном.

При автоматике компьютер меняет передачи, и берет во внимание много показателей (скорость, обороты двигателя, ESP, ABS). А ручной режим предусматривает управление с помощью селекторного рычага или подрулевых переключателей.

Как правильно выбрать коробку-робот?

Один из важнейших и правильных вопросов. Прежде чем приобрести автомобиль с РКПП передач, нужно изучить все детали о той или иной модели. Достаточно большое количество коробок такого типа являются надежными, а другие могут иметь существенные минусы и постоянно ломаться. Некоторые коробки-робот достаточно долго «думают» прежде чем переключить передачу. Также стоит отметить, что даже две одинаковые РКПП могут сильно отличаться друг от друга, и только при перепрошивкеможно исправить такие недостатки. И в таком случае лучше сразу обратиться к специалисту, ведь сама по себе проблема не решится.

Как пользоваться роботизированной коробкой передач? Чем она отличается от других, прежде всего для водителя?

В РКПП немного сложнее механизм, чем в других коробках, поэтому и цена коробки-робот будет несколько выше, а это не для каждого водителя станет приятной информацией. Хотя преимущество роботизированной коробки – это то, что ее «электронный мозг» гарантирует выдающийся результат, ведь коробки такого типа стали максимально совершенными, что является для водителей приятной неожиданностью.

Однако, как выбирать РКПП и какую, зависит от предпочтений и финансовых возможностей водителя. РКПП нуждается в качественном и дорогом масле, а также требует немалого ухода и осторожного обращения. Отремонтировать самостоятельно роботизированную коробку практически невозможно.

Какие известные марки производят автомобили с роботизированной коробкой?

  • Форд.
  • Фиат.
  • Опель.
  • Пежо.
  • Ауди.
  • БМВ.
  • Митсубиси.

Элементы, из которых состоит коробка — робот:

  • передачи;
  • шестерни;
  • синхронизаторы;
  • ведомый вал;
  • промежуточная шестерня заднего хода;
  • ведущий вал и шестерня;
  • микропроцессорный блок управления;
  • актуаторы.

Каждый производитель пытается как-то улучшить работу РКПП, внести что-то новое и быть лучше.

история создания и развитие коробки передач


Принцип работы автоматических коробок

Принцип работы всех видов АКПП сводится к изменению передаточного числа для преобразования мощности двигателя. Производители автомобилей подбирают автоматические трансмиссии так, чтобы потенциал силового агрегата был полностью использован. Работа коробки автомат передаёт усилие от мотора к колёсам с минимальными потерями, за счёт отсутствия разрыва сцепления.

Классическая автоматическая коробка передач

Автоматическая коробка включается с запуском двигателя. Приводится в действие маслонасос для создания жидкостного давления в автомате. Насосное колесо гидротрансформатора раскручивается со скоростью коленвала. Турбинное и реакторное колёс в это время неподвижны.

Водитель нажимает педаль газа и переключает селектор автомата. Двигатель раскручивается, а вместе с ним насосное колесо. От лопастей под действием центробежных сил масло отбрасывается к турбине, заставляя ее вращаться. Жидкость отталкивается обратно к насосному колесу, усиливая его вращение.

В некоторых моделях коробки автомат на скорости 20 — 60 км/ч гидротрансформатор блокируется муфтой. Автомат и мотор жёстко сцепляются, и потерь мощности не происходит, но масло быстрее загрязняется от перегрева и износа фрикционной накладки. Крутящий момент от двигателя переходит по выходному валу в планетарную коробку.

Как работает АКПП далее:

  1. В планетарном механизме вращаются шестерни и свободные фрикционные диски. Неподвижные диски сцеплены с корпусом автомата.
  2. Электронный блок определяет скорость автомобиля и нагрузку двигателя по показаниям датчиков. Затем передаёт сигнал в гидроблок, что пора переключать передачу. Масляный насос подаёт рабочее давление в каналы гидроплиты.
  3. Движение масла в АКПП происходит по следующей схеме. От маслонасоса жидкость проходит через фильтр к гидроблоку. Открывается соответствующий соленоид, пропуская масло к планетарному звену. Жидкость давит на поршни, которые сжимают фрикционные диски.
  4. Блокируется элемент планетарного ряда, жёстко связанный с фрикционом, например корона. Теперь крутящий момент передаётся через солнце и водило, при этом меняется передаточное отношение, т.е. скорость вращения и передаваемое усилие выходного вала автомата.
  5. Одновременно разблокируется элемент предыдущей передачи.

Роботизированная КПП

Принцип работы автоматической роботизированной коробки передач (DSG) схож с работой МКПП под управлением электроники. От других трансмиссий робот отличается одновременной работой двумя сцеплениями. Это позволяет переключать скорости быстро, плавно без потери мощности двигателя.

В начале движения в автомате DSG одновременно включаются первая и вторая скорости, но у второй сцепление разомкнуто. Таким образом коробка «готовится» ко включению повышенной передачи. В момент переключения сцепление первой ступени размыкается, а второй смыкается. Для понижения передачи переключения проходят в обратном порядке.

Как и в механической коробке, синхронизаторы переключают скорости, блокируя шестерни, но в автомате муфты действуют под управлением гидравлических цилиндров. Сцепления также работают от гидравлических приводов.

Вариатор

Принцип действия вариаторной АКПП сводится к изменению диаметров ведущего и ведомого валов и ременной передачи между ними. Конические формы на валу синхронно сходятся и расходятся, увеличивая или уменьшая площадь соприкосновения ремня.

Как работает автомат, когда нужно передать максимальное усилие:

  1. По сигналу электронного блока гидравлический или сервопривод раздвигает конусы ведущего вала. Ремень «проваливается» в центр шкива и проходит по малому радиусу.
  2. Конусы ведомого вала в этом случае сдвинуты. Ремень проходит по большему радиусу.
  3. Ведущий вал делает несколько оборотов, чтобы ведомый прошёл 1 круг.

Чтобы создать наименьшее передаточное отношение коробки, нужно изменить радиусы огибания ремнём на противоположные.

История АКПП ч.1-я

Вскоре после создания первых автомобилей возникло желание автоматизировать управление ими путем создания автоматических коробок передач.

Эта сложная техническая проблема решалась самыми различными способами. Существует множество конструкций полностью автоматических или частично автоматизированных коробок передач. В этих конструкциях используются различные принципы преобразования работы автомобильного двигателя в тяговое усилие на колесах автомобиля. В качестве механизмов реализации такого преобразования используются фрикционные вариаторы, муфты свободного хода, цепные устройства и т.д. Особо отметим, что более 100 лет назад делались первые опыты по применению на автомобилях гидравлических передач объемного типа (имеются немецкие патенты 1897 г.). В конце 19-го века на первой автомобильной выставке в Берлине демонстрировался автомобиль с объемной гидравлической передачей системы Питлер. В 1919 г. был построен и испытан автомобиль с объемной гидропередачей системы Ленца. Примером объемной гидропередачи может служить система, использующая поршеньковые насос и мотор (рис.1).

Объемная гидравлическая передача Дженни применялась на танках времен первой мировой войны.

Объемные гидропередачи не получили распространения на автомобилях из-за дороговизны, сложности изготовления, жесткости характеристик, большого нагрева систем. Не получили сколько-нибудь заметного распространения и другие упомянутые выше конструкции, основанные на других принципах.

Широкое распространение получили лишь гидромеханические передачи, состоящие из гидродинамического трансформатора, механических передач и системы управления. На долю таких передач приходится более 95% (по некоторым оценкам 99%) всех выпускаемых в мире автомобильных трансмиссий. Именно такие трансмиссии за рубежом называются автоматическими трансмиссиями, автоматическими передачами или, чаще всего, автоматическими коробками передач.

Рис.1 Схема объемной гидравлической передачи

В конце 19 века в морском флоте в качестве корабельного двигателя все чаще стали применять быстроходные паровые турбины вместо прежних тихоходных паровых машин. Паровые машины соединялись с гребными винтами судов напрямую. Оборотность гребных винтов увеличить не удавалось и для соединения их с более высокооборотными паровыми турбинами требовался дополнительный механизм.

Высокооборотные шестеренные передачи большой мощности тогда делать не умели. Высказывалось предложение использовать гидравлические лопастные машины, чтобы двигатель вращал колесо лопастного насоса и работа двигателя переходила в энергию жидкости, прокачиваемой насосом. Далее эта жидкость направляется в лопастную турбину, в которой энергия жидкости преобразуется в механическую энергию, используемую для вращения гребного винта.

В лопастном насосе (рис.2) основными деталями являются подвод 1, лопастное колесо 2 и отвод 3. По подводу жидкость подается от всасывающего трубопровода к лопастному колесу. Из отвода жидкость через диффузор 4 поступает в напорный трубопровод. В лопастном колесе жидкость движется от центра к периферии, поэтому колесо (и весь насос) называют центробежным. Уплотнение 5 предотвращает наружные утечки.

Рис.2 Схема центробежного насоса консольного типа


Рис.3 Схема радиально-осевой гидравлической турбины

В гидравлической турбине (рис.3) жидкость поступает в спиральную камеру 1 и лопастное колесо 3 с верхнего бьефа ВБ. Отдавая энергию, жидкость приводит во вращение вал 4. Перед колесом установлен направляющий аппарат 2. Жидкость в колесе движется от периферии к центру (центростремительное колесо). Пройдя колесо, жидкость через отсасывающую трубу 5 сливается в нижний бьеф НБ.


Рис.4. Принципиальная схема гидродинамической передачи

Соединение насоса и турбины трубопроводами дает гидродинамическую передачу (рис.4). Такая передача теоретически возможна, но она не имеет практического смысла из-за чрезвычайно низкого коэффициента полезного действия (КПД). В начале 20-го века, когда обсуждалась такая возможность, лучшие насосы на лучших режимах работы имели КПД около 65%, а лучшие турбины около 80%. Поэтому общий КПД гидродинамической передачи такого вида даже на наилучших режимах работы не превысил бы 50%, что совершенно неприемлемо.


Рис.5. Схема гидродинамического трансформатора (гидротрансформатора)

Направляющий аппарат ГДТ (чаще называемый реактором) соединен с неподвижным корпусом и участвует в динамическом взаимодействии с потоком жидкости, изменяя его направление. При этом взаимодействии на реакторе возникает крутящий момент, благодаря чему момент на выходном валу не равен моменту на входном валу, т.е. происходит трансформация крутящего момента. Если реактора нет, то трансформации крутящего момента не происходит и крутящие моменты на насосном и турбинном колесах равны.

Типы автоматических коробок передач

Существует три наиболее распространенных типа автоматических коробок передач, которые устанавливаются в автомобили — это так называемая «классическая» она же гидравлическая, роботизированная (робот, типтроник) и вариативная (вариатор, CVT).

«Классическая» АКПП

Это первый из появившихся типов коробок. Отличается полным отсутствием какой-либо связи между двигателем и колесами. Состоит из гидротрансформатора (ГТ), зубчатых и планетарных передач. Передаточное число меняется изменением давления масла и различного соединения передач между собой. Управляется автоматом.

Существует 5 основных режимов работы этого агрегата:

  • P — парковочная блокировка ведущих колес, блокировка находится в самой коробке и никоим образом не связана с отдельным стояночным тормозом.
  • R, в русскоязычном варианте Зх — положение для включения заднего хода. Зачастую существует запрет на включение это режима до полной остановки авто.
  • N, на русском Н — собственно «нейтралка», включают при кратковременной остановке или коротком расстоянии буксирования.
  • D, или Д — режим для движения машины вперед, при котором используются все ступени кроме повышенных.
  • L, или ПП, или Тх — режим пониженной передачи для движения при сложных дорожных условиях.

Справка! Это основные режимы работы, которые в обязательном порядке присутствуют во всех гидравлических АКПП. Кроме них, в зависимости от производителя, существуют дополнительные режимы, облегчающие вождение в разных условиях.

Роботизированная АКПП

Последняя по времени появления разновидность коробки-автомата. По своей сути представляет собой механическую коробку передач под управлением робота, который, в соответствии с заданными алгоритмами, отключает сцепление и переключает передачи. То есть водитель и автомобиль обеспечивают только входящие данные без воздействия на механизм переключения передач.

Роботы для таких коробок используются либо электрические, либо гидравлические. Гидравлические осуществляют работу с помощью гидроцилиндров управляемых электромагнитными клапанами. Они достаточно быстрые, но более энергозатратные. Это основной вид робота для машин спортивного типа.

Электрические роботы более медленные, но более экономичные. Используют в своей работе сервомоторы и различные механизмы. Чаще устанавливаются на бюджетные авто.

Сама же коробка механическая с фрикционным сцеплением. Существуют роботизированные КПП с одинарным и двойным сцеплением.

Справка! Легко отличить робота от «классики» можно по отсутствию у робота знака P, который означает парковочный режим.

Вариатор

Второе название, по которому можно определить тип коробки по документации на автомобиль — CVT (Continuously Variable Transmission). Работает по принципу плавной передачи крутящего момента от двигателя колесам. Как таковые передачи в ней отсутствуют, а передаточное соотношение меняется либо полностью автоматически, в соответствии с заданной программой, либо в ручном режиме.

Наиболее распространены коробки с клиноременным строением вариатора. Изменение передаточного числа в них передается между двумя, состоящими из двух конических частей каждый, шкивами с помощью специального ремня. Так же ремень называют цепью из-за того, что его основная составляющая это металлические полосы. Необходимое для движения цилиндров давление нагнетается масляным насосом, который прокачивает специальную ATF жидкость, которая также выступает в качестве смазки.

Второй тип вариатора — это тороидный. В этом случае усилие передается через тороидные ролики, зажатые между валами и расположенные на одной оси. Используется этот тип достаточно редко.

У этой АКПП есть возможность переключаться на ручной режим управления. В этом случае водитель самостоятельно переключает передачи и это отображается на приборной панели. Но не стоит рассчитывать, что можно будет держать количество оборотов в красной зоне — автоматика просто не дает этого делать, но и заглохнуть при их недостатке невозможно.

Трогаемся с места

Теперь, понимая, что такое КПП, посмотрим её принцип действия. Ведущий вал жестко связан с выходным валом двигателя и передает в коробку именно тот момент вращения, который сообщает ему последний. Автомобиль стоит на месте и, сперва его просто необходимо сдвинуть с места. Это довольно непростая задача, учитывая вес транспортного средства. Сопротивление вращению велико, и двигатель может просто заглохнуть. Водитель выжимает педаль сцепления, разводя при этом ведущий и ведомый вал, а рычагом переключения передач включает самую первую, то есть подводит к ведущей шестерне саму большую ведомую. Момент при этом передаётся практически тот же, что и на валу двигателя. Это позволяет без проблем сдвинуть массивного «железного коня» с места. Но вот набраны 30-40 км/ч, двигатель ревёт, а машина больше ускоряться не хочет. Что при этом делать? Правильно! Включить вторую передачу, то есть зацепить ведущую звёздочку с другой ведомой меньшего размера. При этом ведомый вал начнёт вращаться быстрее, и скорость автомобиля вырастет. Таким образом, последовательно переключая передачи, можно достигнуть максимальной скорости движения транспортного средства, используя КПП. Что это за прибор, мы разобрались, теперь рассмотрим его разновидности.

Дальнейшее развитие коробки автомат: эволюция гидромеханической АКПП

Перед тем, как переходить к АКПП, нужно упомянуть коробку передач Уильсона. Водитель выбирал передачу при помощи подрулевого переключателя, а включение производилось посредством нажатия на отдельную педаль.

Такая трансмиссия была прообразом преселективной коробки передач, так как водитель заранее выбирал передачу, при этом ее включение осуществлялось только после нажатия на педаль, которая стояла на месте педали сцепления МКПП.

Данное решение облегчало процесс управления ТС, переключения передач требовали минимум времени по сравнению с МКПП, которые в те годы не имели синхронизаторов. При этом значимая роль коробки Уильсона заключается в том, что это первая КПП с переключателем режимов, которая напоминает современные аналоги (режимы P-R-N-D).

Вернемся к АКПП. Итак, полностью автоматическую гидромеханическую коробку передач Hydra-Matic представила General Motors в 1940 году. Данную КПП ставили на модели Cadillac, Pontiac и т.д.

Такая трансмиссия представляла собой гидротрансформатор (гидромуфту) и планетарную коробку передач с автоматическим гидравлическим управлением. Управление было реализовано с учетом скорости движения автомобиля, а также положения дроссельной заслонки.

Коробка Hydra-Matic ставилась как на модели GM, так и на Bentley, Rolls-Royce, Lincoln и т.д. В начале 50-х специалисты Mercedes-Benz взяли данную коробку за основу и разработали собственный аналог, который работал по схожему принципу, однако имел целый ряд отличий в плане конструкции.

Ближе к середине 60-х автоматические гидромеханические коробки передач достигли пика своей популярности. Также появление синтетических смазок на рынке ГСМ позволило удешевить их производство и обслуживание, повысить надежность агрегата. Уже в те годы АКПП не сильно отличались от современных версий.

В 80-х стала прослеживаться тенденция к постоянному увеличению числа передач. В автоматических коробках сначала появилась четвертая передача, то есть повышенная. Одновременно стала использоваться и функция блокировки гидротрансформатора.

Также четырехступенчатые автоматы стали управляться при помощи ЭБУ, что дало возможность избавиться от многих механических элементов управления, заменив их соленоидами.

Например, первыми внедрение электронной системы управления автоматической коробкой передач реализовали специалисты Toyota в 1983 г. Далее Ford в 1987 году также перешел на использование электроники для управления повышающей передачей и блокировочной муфтой ГДТ.

Кстати, сегодня АКПП продолжает эволюционировать. С учетом жестких экологических стандартов и роста цен на топливо производители стремятся повысить КПД трансмиссии, добиться топливной экономичности.

Для этого увеличивается общее количество передач, скорость переключений стала очень высокой. Сегодня можно встретить АКПП, которые имеют 5, 6 и более «скоростей». Основная задача – успешно конкурировать с преселективными роботизированными коробками типа DSG.

Параллельно происходит и постоянное усовершенствование блоков управления АКПП, а также программного обеспечения. Изначально это были системы, которые только определяли момент переключения передачи и отвечали за качество включений.

В дальнейшем в блоки стали «зашивать» программы, которые способны подстраиваться под манеру езды, динамично меняя алгоритмы переключения передач (например, адаптивные АКПП с режимами эконом, спорт).

Позже появилась и возможность ручного управления АКПП (например, Tiptronic), когда водитель может самостоятельно определять моменты переключения передач подобно механической коробке. Дополнительно коробка автомат получила расширенные возможности в плане самодиагностики, контроля температуры трансмиссионной жидкости и т.д.

Гидравлические и электронные АКПП

Система управления может быть не только гидравлической, но и электронной. Первый вариант встречается на базовом оснащении многих бюджетных версий авто.

Электронная система управления АКПП характеризуется тем, что она обеспечивает упрощенное управление передачами. При ее создании использовались более сложные схемы. Данный вариант имеет специальные электронные датчики, которые позволяют выявить частоту вращения на входе/выходе КП, температуру залитой в автосистему рабочей жидкости, положения педали «газа».

Автомат против механики

Автоматические коробки передач удобнее, особенно при езде по городским пробкам. С этим трудно поспорить. Однако по сравнению с “механикой” они не лишены ряда недостатков. Например, таких, как повышенный расход топлива и ощутимый проигрыш в динамике. По крайней мере это следует из официальных технических характеристик. А как на самом деле? Действительно ли разница между автомобилями с механической и автоматической трансмиссией в реальной жизни столь же велика, как на бумаге? Мы проверили это.

ДЛЯ СРАВНЕНИЯ взяли два новеньких автомобиля “Ford Focus” с одинаковыми 145-сильными двухлитровыми моторами “Duratec”. Но автомобиль N° 1 был оборудован четырехступенчатой автоматической коробкой передач, а автомобиль № 2 – пятиступенчатой “механикой”.

Согласно кратким техническим характеристикам, заявленным производителем, до 100 км/ч автомобиль с механической КПП должен разгоняться ровно на 1,5 с быстрее. Но это – теоретически, при условии, что за рулем машины сидит идеально подготовленный испытатель, который каждый раз будет “выкручивать” двигатель строго до оптимальных оборотов (когда достигается максимальная отдача) и молниеносно переключать передачи. Справится ли с такой задачей в реальной жизни обычный водитель, не обладающий навыками спортивного управления автомобилем?

Динамику разгона мы замеряли на прямой пустынной дороге с помощью спутникового GPS-навигатора- Результаты первого заезда синего “Фокуса” несколько озадачили – 11,75 с. Почти 12 – очень много! А где же обещанные производителем девять с чем-то? Еще заезд, потом еще один: 11.5 с. 11.34 с.

Лучший результат, которого удалось добиться после целой серии испытаний – 11.06 с. Столько потребовалось, можно сказать, среднестатистическому водителю, чтобы разогнаться до 100 км/ч. Разница с заявленным идеальным показателем составила без малого две секунды. А какое время покажет машина с “автоматом”?

На автомобиле с АКПП при разгоне от водителя не требуется абсолютно никаких навыков. По сигналу – газ в пол, и ждем, пока не пропищит GPS-навигатор. Заветные 100 км/ч успешно достигнуты за 11,37 с. Причем раз за разом этот результат повторяется с минимальными отклонениями. Что ж. так и запишем: в реальных условиях автомобиль с “автоматом” проигрывает при разгоне до “сотни” всего лишь треть секунды. Но в общем и целом наш опыт подтверждает теорию, согласно которой машина с АКПП разгоняется чуть медленнее.

Для того чтобы выяснить устраиваем парный заезд, машины стартуют одновременно параллельными курса. И что же? В первый момент автомобиль с “автоматом” даже оказывается чуть впереди. Примерно первую треть дистанции (до скорости 50 км/ч) разгоняется немного быстрее. Это объясняется тем, что у четырехступенчатой АКПП первая передача “длиннее”, чем у пятиступенчатой “механики”, и пока водитель синего автомобиля теряет время, переключаясь на вторую скорость, машина продолжает ускоряться па первой.

Потом расклад сил меняется, и автомобиль с механической КПП вырывается вперед. Он первым достигает 100 км/ч, но в этот момент опережает машину с АКПП всего на полтора корпуса. Таким образом, проигрыш в динамике минимальный. Скажем так, если при старте со светофора вы отстанете от лидера на полтора корпуса, то между вами все равно никто не сможет вклиниться. Даже не попытается – интервал слишком мал. А еще надо учитывать, что при движении по городу, когда чаще всего приходится разгоняться от силы до 70-80 км/ч (а не до 100, как в нашем эксперименте), преимущество “механики” может и вовсе не проявиться.

А КАК ЖЕ с экономичностью? Это мы проверили тоже. Для чего заправили оба автомобиля под завязку и отправились в 100-километровое путешествие по Москве с выездом за МКАД и возвращением обратно в город. Так мы смоделировали своеобразный смешанный (частично городской и частично загородный) цикл. Разумеется, мы не пытались в точности повторить лабораторную методику измерений, которую используют автопроизводители три составлении технических характеристик, нас интересовал расход топлива в реальных условиях.

Машины двигались одна за другой в одинаковом режиме. Измерения мы провели дважды, проехав утром и вечером по одному и тому же маршруту. Усредненные данные говорят о том, что синему автомобилю с”механикой” потребовалось 9.6 л топлива на 100 км, а с “автоматом” – 12.2. Кстати, полученные цифры заметно отличаются от эталонных. Надеюсь, не надо объяснять – почему? Тем не менее в целом теория снова подтверждается: за удобство езды с “автоматом” приходится платить. В среднем – по 2,5 л бензина на каждые 100 км пробега.

Предыстория

Недаром говорят, что лень – двигатель прогресса, вот и желание комфорта и более простой, удобной жизни породило множество интересных вещей и изобретений. В автомобилестроении, таким изобретением можно считать автоматическую коробку переключения передач.

Хотя конструкция АКПП является достаточно сложной и стала популярна лишь в конце 20 века, впервые ее установили в шведский автобус фирмы “Лисхольм-Смит” 1928 года. В серийное же производство, АКПП пришла лишь через 20 лет, а именно, в 1947 году в автомобиле Buick Roadmaster. Основой данной трансмиссии послужило изобретение немецкого профессора Феттингера, запатентовавшего в 1903 году первый гидротрансформатор.

На фотографиях тот самый Buick Roadmaster – первый серийный автомобиль, имеющий АКПП.

В автоматической трансмиссии роль сцепления выполняет гидротрансформатор, который передает крутящий момент к коробке передач от двигателя. Сам гидротрансформатор состоит из центростремительной турбины и центробежного насоса, между которыми расположен направляющий аппарат (реактор). Все они располагаются на одной оси и в одном корпусе, вместе с гидравлической рабочей жидкостью.

Как пользоваться автоматической коробкой передач

Слесари СТО утверждают, что чаще всего поломки АКПП появляются после небрежного использования и несвоевременной замены масла.

Режимы работы

На рычаге расположена кнопка, которую водитель должен нажать, чтобы выбрать нужный режим. На селекторе предусмотрено несколько возможных положений:

  • паркинг (P) — ведущая ось блокируется вместе с валом коробки, режим принято использовать в условиях продолжительной стоянки либо прогрева;
  • нейтраль (N) — вал не фиксируется, машину можно аккуратно буксировать;
  • драйв (D) — движение автотранспорта, передачи подбираются автоматически;
  • L (D2) — машина передвигается в сложных условиях (бездорожье, крутые спуски, подъемы), максимальная скорость 40 км/ч;
  • D3 — снижение передачи при небольшом спуске или подъеме;
  • реверс (R) — задний ход;
  • овердрайв (O/D) — если кнопка активна, то при наборе большой скорости включается четвертая передача;
  • PWR — режим «спорт», обеспечивает улучшение динамических показателей за счет повышения передач на высоких оборотах;
  • normal — плавная и экономичная езда;
  • manu — передачи включаются непосредственно водителем.

Переключение режимов работы АКПП.

Как заводить машину на автомате

Стабильная работа АКПП зависит от правильного запуска. Чтобы оградить коробку от неграмотного воздействия и последующего ремонта, разработано несколько степеней защиты.

При запуске двигателя рычаг селектора должен располагаться на значении «P» либо «N». Эти положения позволяют защитной системе пропустить сигнал о старте двигателя. Если рычаг будет находиться в другом положении, то водитель не сможет включить зажигание либо же после оборота ключа ничего не произойдет.

Чтобы правильно начать движение, лучше использовать парковочный режим, поскольку при значении «P» у машины блокируются ведущие колеса, что не позволяет ей скатиться. Применение нейтрального режима позволяет осуществить экстренную буксировку транспорта.

Большинство автомобилей с АКПП запускаются не только при правильном положении рычага, но и после выжимания тормозной педали. Эти действия препятствуют случайному откату автомобиля, если рычаг установлен на значении «N».

Как ездить на автоматической КПП и чего нельзя делать

Чтобы добиться длительной службы КПП, надо верно ставить режим в зависимости от текущих условий перемещения. Чтобы правильно эксплуатировать автомат, необходимо соблюдать следующие правила:

  • дождаться толчка, который оповещает о полном включении передачи, только потом надо начать движение;
  • при буксовании необходимо переходить на пониженную передачу, а при работе тормозной педалью — следить за тем, чтобы колеса вращались медленно;
  • использование разных режимов позволяет осуществлять торможение двигателем и ограничивать разгон;
  • во время буксирования автотранспорта с включенным мотором должен соблюдаться скоростной режим до 50 км/ч, причем максимальное расстояние должно быть менее 50 км;
  • нельзя буксировать другой автомобиль, если он тяжелее машины с АКПП, при буксировке надо ставить рычаг на «D2» или «L» и ехать не более 40 км/ч.

Чтобы не попасть на дорогостоящий ремонт, водители не должны:

  • передвигаться в парковочном режиме;
  • спускаться на нейтральной передаче;
  • пытаться завести мотор с толчка;
  • ставить рычаг на «P» или «N», если нужно ненадолго остановиться;
  • включать задний ход с положения «D» и до полного прекращения движения;
  • на склоне переключаться в режим парковки до постановки автомашины на ручник.

Как эксплуатировать АКПП зимой

В холодных погодных условиях часто возникают проблемы с машинами. Для сохранения ресурса агрегата в зимние месяцы водителям следует придерживаться таких рекомендаций:

  1. После включения двигателя в течение нескольких минут прогревать коробку, а перед движением — нажать и держать педаль тормоза и попереключать все режимы. Эти действия позволяют трансмиссионному маслу быстрее прогреться.
  2. На протяжении первых 5-10 км не нужно резко разгоняться и буксовать.
  3. Если надо выехать со снежной или ледяной поверхности, то следует включать пониженную передачу. Поочередно надо работать обеими педалями и аккуратно выезжать.
  4. Раскачку делать нельзя, поскольку она пагубно сказывается на гидравлическом трансформаторе.
  5. Сухое дорожное покрытие позволяет переходить на пониженные передачи и включать полуавтоматический режим, чтобы прекращать движение торможением двигателя. Если спуск скользкий, то надо пользоваться педалью тормоза.
  6. На ледяном подъеме запрещается резко нажимать педаль и допускать пробуксовку колес.
  7. Чтобы аккуратно выйти из заноса и стабилизировать машину, рекомендуется кратковременно включать нейтральный режим.

L или B

Набор букв означает понижение передачи АКПП, плавное движение, торможение посредством двигателя. Сочетание таких букв и значений на автоматической коробке передач позволяет ездить на первой передаче и испытать возможности тяги агрегата, установленного на авто. Торможение двигателем в данном режиме осуществляется более эффективно, это значит, что можно использовать режим в области спусков и подъемов.

Может быть обозначение «I», что означает не «И» – английскую букву, а прописную L.

Кто придумал коробку-автомат для автомобилей?

Автоматическая коробка передач

«Механика» — это, конечно, хорошо и многим очень удобно. Однако большинство из нас, женщин, предпочитают коробку-автомат. Это несколько упрощает жизнь, когда рядом сидит карапуз, в голове список покупок, а на дороге черти что. Кто же сделал нашу жизнь хоть немного, но легче?

Идея создания трансмиссии с автоматической коробкой передач, возникла еще в начале прошлого столетия. Впервые ее установили в шведский автобус 1928 года. В серийное производство коробка-автомат пришла лишь через 20 лет, а именно, в 1947 году в автомобиле Buick Roadmaster. Изобрел ее немецкий профессор Феттингер.

Первопроходцами также стали Mercedes. Они выпустили в 1914 году небольшую партию автомобилей с коробкой передач, которую можно отдаленно назвать автоматической.

В 30-х годах такие фирмы, как Chrysler, Ford и GMC, вплотную подошли к освоению серийного производства автомобилей с автоматической трансмиссией, и первой из них была GMC, которая в 1940 году стала внедрять автоматическую коробку передач.

Дальнейшее развитие автоматических коробок передач, вплоть до начала 80-х годов ХХ века, шло по принципу освоения технологий и улучшения качества АКПП. Каких— либо принципиально новых решений здесь не использовалось.

В то же время гидравлическая система управления АКПП постоянно улучшалась. Ее стремились довести до полного совершенства. Лидерами как всегда были Mercedes.

Начиная с 80-х годов прошлого столетия производители автомобилей стали использовать электронную систему управления автоматической коробкой передач. Впервые это сделала в 1983 году фирма Toyota. Затем Ford и Chrysler, которые представили ультрасовременные удобные модели.

W – Winter

Предполагает зимний режим с применением специального переключателя. Используется традиционно в зимнее время года, когда необходимо плавно тронуться с места, не повредив работу двигателя и других систем машины.

Аварийный режим автоматической трансмиссии не имеет в составе букв и становится активным, если система управления терпит общие неисправности. Такие явления чреваты серьезными поломками и неисправной работой блока управления. Благодаря применению режима, автомобиль может спокойно доехать до собственного гаража или до станции технического обслуживания. Обычно режим предполагает включение одной передачи с последующим запретом других переключений. Ее номер обычно имеет соответствие с передачей, на которой соленоиды переключения выключены.

Проблемы эксплуатации роботизированной коробки передач

Медленно, но уверенно роботизированные коробки передач проникают в нашу жизнь. Да, главным образом за счет DSG — разработки концерна VAG, которая несколько лет назад заслужила дурную славу, но теперь, похоже, все пошло на лад. Однако и другие производители активно используют РКП в качестве альтернативы классическим «автоматам». Поводом к подготовке очередного выпуска в рамках рубрики «Дело техники» стал вопрос читателя, который стал владельцем Opel Zafira B с соответствующим типом КП.

«Недавно стал обладателем Opel Zafira B с роботизированной КП. После прочтения большой массы форумов, отзывов и статей остается много вопросов. Думаю, мое мнение разделят читатели ABW.BY: хочется узнать мнение компетентного специалиста о том, как правильно эксплуатировать автомобиль с «роботом», какие особенности обслуживания данного механизма необходимо знать. Что может привести к поломкам, какие поломки могут быть? На какой пробег или срок службы актуатора, щеток «робота», сцепления можно рассчитывать при правильной эксплуатации КП? Необходимо ли менять масло в КП, а если да, то на каком пробеге? Можно ли при компьютерной диагностике судить по показаниям прибора об остаточной толщине диска сцепления? Если да, то какими должны быть эти показания в миллиметрах?»

Название «роботы» закрепилось за коробками передач, которые отличаются от шестеренных механических коробок тем, что передачи в них переключаются не вручную, а автоматически по командам блока управления, а от других «автоматов» (гидромеханических АКП и вариаторов) — тем, что по конструкции представляют собой все-таки шестеренные МКП.

В то же время и «роботы» бывают разные. Например, в РКП DSG компании Volkswagen, которая лидирует по количеству упоминаний в автомобильной литературе, в один корпус интегрированы сразу две механические коробки, каждая — с персональным сцеплением. Поэтому в DSG два сцепления, причем в зависимости от варианта DSG сцепления могут работать в масле, из-за чего называются «мокрыми», или могут быть «сухими» наподобие обычных сцеплений.

РКП Easytronic, которой оснащалась Opel Zafira B, конструктивно проще и комбинируется с обычным сцеплением, которое, впрочем, как и передачи, включается и выключается автоматически с помощью сервопривода.

Кроме того, DSG — обслуживаемая коробка, имеющая сменный внешний масляный фильтр, крепящийся к корпусу. В Easytronic нет не только подобного фильтра, но и даже пробки для слива масла, из чего можно предположить, что масло в эту коробку залито на весь срок ее службы.

Говорилось все это к тому, чтобы стало понятно, почему попытки сформулировать общие правила эксплуатации автомобиля с РКП без учета особенностей каждой из существующих роботизированных трансмиссий приведут к созданию перечня, состоящего в лучшем случае из одного-двух пунктов, имеющих мало практической пользы.

Поэтому, учитывая, что вопросы прислал в редакцию владелец Opel Zafira, есть смысл рассказывать только об Easytronic. В этой связи обращает на себя внимание, что в списке прочитанного владельцем мы не увидели главного — инструкции по эксплуатации указанной модели автомобиля. Между тем в ней на шести страницах изложены правила пользования именно Easytronic. Их изучение наверняка позволило бы найти ответы на многие вопросы, оставшиеся после прочтения любых других статей и отзывов, а также не предполагать, а точно выяснить, что Easytronic заявлен необслуживаемым агрегатом в течение всего срока службы автомобиля.

Однако специалисты по ремонту и обслуживанию трансмиссий с мнением производителя по поводу несменяемости масла в Easytronic не согласны. Проблема состоит в том, что нигде не указано, какой промежуток времени или пробег подразумевается под сроком службы. Предположения на этот счет строятся на расчетах экономистов, согласно которым автомобильное производство остается рентабельным лишь при условии, что машина после выпуска будет эксплуатироваться 7-8 лет, после чего утилизироваться, а взамен должен покупаться новый автомобиль.

Поскольку в Беларуси срок эксплуатации машин владельцами существенно превышает пожелания автопроизводителей работать с прибылью, а качеству масла, залитому в коробку передач на заводе, свойственно ухудшаться из-за старения и засорения продуктами износа трущихся деталей, замена смазки желательна. Но с какой периодичностью масло надо менять, единого мнения у сервисменов нет. Одни, учитывая, что Easytronic — механическая коробка передач, предлагают ориентироваться на периодичность замены масла в обслуживаемых МКП с ручным переключением передач. В таком случае масло нужно менять не реже чем через 90-100 тыс. км. Другие специалисты, указывая, что белорусские условия эксплуатации попадают под определение «тяжелые», рекомендуют менять масло чаще. Для сведения: DSG должна обслуживаться через каждые 60 тыс. км.

К процедурам обслуживания Easytronic специалисты относят также замену жидкости в гидроприводе сцепления и адаптацию момента начала включения, или другими словами — схватывания, сцепления. В гидроприводе используется тормозная жидкость. Она гигроскопична, и хотя при насыщении влагой из окружающей среды жидкость не создает таких же проблем, как в тормозах, где при интенсивных торможениях она может закипеть, остается риск коррозии. По мнению специалистов, в наших климатических условиях не будет лишним менять жидкость через 3-4 года.

По мере износа трущихся деталей сцепления изменяется момент включения сцепления. В автомобилях с обычными МКП это изменение компенсируется водителем интуитивно. В программе работы электронного блока управления Easytronic предусмотрена самоадаптация к изменению точки схватывания сцепления. Специалисты уверяют, что полностью полагаться на самоадаптацию не следует. Принудительная адаптация с помощью оборудования СТО позволяет увеличить срок службы сцепления. Проводить адаптацию желательно не реже чем через 15 тыс. км.

Несмотря на это, сцепление называется едва ли не самым беспокойным местом Easytronic. Его долговечность зависит от того, где преимущественно эксплуатируется автомобиль, в городе или на трассе, а также от манеры езды водителя и соблюдения им правил, изложенных в упомянутой выше инструкции по эксплуатации. Но даже при самом благоприятном раскладе можно ожидать, что сцепление потребует ремонта до пробега 90-100 тыс. км. Меньший срок службы по сравнению со сцеплением, работающим в паре с обычной МКП, объясняется, по всей видимости, настройкой «робота» на максимально плавное переключение передач без каких-либо рывков, из-за чего ведущий, ведомый и нажимной диски сцепления дольше работают с проскальзыванием и трутся друг о друга.

Срок службы щеток электромотора актуатора специалисты оценивают в 100-150 тыс. км.

Помимо сцепления и актуатора на Easytronic первых лет выпуска немало проблем создавали сбои в программном обеспечении блока управления, что требовало его перепрошивки. Это слабые места Easytronic, но возможны и другие поломки, в том числе и кажущиеся нелепыми, с точки зрения владельцев автомобилей с МКП с ручным переключением передач. В частности, специалисты указывают, что неисправные стоп-сигналы могут временно, пока проблема не будет устранена, вывести Easytronic из строя. 

Компьютерная диагностика предполагает определение неисправностей за счет подключения к автомобилю внешнего диагностического оборудования и последующего считывания и расшифровки кодов неисправностей (ошибок), которые благодаря наличию систем самодиагностики были сохранены в памяти электронных блоков управления теми или иными узлами и агрегатами. В случае Easytronic сигналом для проведения компьютерной диагностики является загорание соответствующих индикаторов на приборном щитке автомобиля. Об этом также можно узнать из инструкции по эксплуатации Zafira. Определить остаточную толщину диска сцепления в миллиметрах с помощью компьютерной диагностики невозможно.

Сергей БОЯРСКИХ
Фото из архива редакции и открытых источников
ABW.BY

отличие от автоматической, плюсы и минусы

Опубликовано:

08.06.2016

Автомобильная промышленность со стороны кажется очень наукоёмкой. Но на самом деле она очень консервативна и тяжела на подъём. Так сложилось из-за того, что ввод новой «фишки» требует слишком больших усилий в серийном производстве, слишком больших затрат — как финансовых, так и временных. Придётся остановить конвейер, перестроить его, запустить тестовую линию, прогнать испытания, возможно, изменить конструкцию… Всё это занимает много времени и несёт множество убытков. Пока производитель будет обкатывать новую технологию, его конкуренты будут продолжать выпуск машин, которые всё ещё пользуются спросом, и обойдут по прибыли и продажам. Если технология «полетит», то он отыграет своё. Но нет никаких гарантий, что случится именно это.

Дело в том, что спрос на автомобильном рынке тоже инертен. Автомобили, выбивающиеся из общего ряда, покупаются не так охотно, как уже проверенные модели, испытанные и надёжные. Поэтому путь новой технологии к сердцу покупателя тернист и многотруден и на неё можно строить прогнозы только и исключительно в долгосрочной перспективе. Так происходит прямо сейчас с новым типом трансмиссии. Роботизированная коробка передач ещё не занимает главенствующие позиции на рынке, а несколько лет назад её вообще выбирали единицы. Остальные морщились и рассуждали о том, что это бесперспективная технология, которой не место в массовом сегменте. Так ли это? Давайте разбираться!

Суть вопроса

Когда на рынке появился классический автомат, многие отреагировали так же. Но теперь, спустя десятилетия, прошедшие с выпуска в 1940 году Олдсмобиля с полностью автоматической КП, доверие она завоевала. Разумеется, она не возникла на пустом месте. Фактически автомат стал объединением сразу трёх технологий. Сегодня автоматическая трансмиссия уже не является чем-то поразительным и бюджетным автомобилем с ней никого не удивишь. Смысл работы автомата в том, что крутящий момент, передаваемый от двигателя в гидротрансформатор, нагнетает в нём давление масла, что и заставляет трансмиссию переключаться на один из наборов шестерней. Мы называем их ступенями, и от их количества зависит плавность и мягкость работы трансмиссии. Как видите, конструкция автоматической коробки передач не предполагает наличия сцепления; это, с одной стороны, исключает вероятность поломки узла, которого нет, с другой, отрицательно сказывается на той самой плавности работы. Отметим, что автомат в классическом его понимании не имеет электронного управляющего блока. Как работает роботизированная коробка передач, рассказывать придётся недолго, несмотря на то, что в её основе лежит совершенно другой принцип. Плюсы, причём неоспоримые, в том, что мы все этот принцип знаем давно и прочно.

Дело в том, что в основе роботизированной коробки передач лежит классическая механическая коробка. В отличие от того же автомата конструкция здесь предполагает сцепление, только выжимает его не водитель, а робот — отсюда и название. Электронный управляющий блок, в зависимости от положения шестерни, с помощью гидропривода вращает вал чётной или нечётной передачи, таким образом включая её. Некоторые продвинутые модели робота используют сразу 2 сцепления, работая через передачу. Плюсы такого подхода в том, что нет задержки переключения и, соответственно, характерного рывка при этом.

За и против

Первые модели роботизированной коробки передач работали, как обычная механическая. Они оборудовались одним сухим сцеплением, поэтому и оказались не готовы к повседневной эксплуатации в условиях пробок. Надо заметить, что из-за отсутствия потерь крутящего момента на гидротрансформаторе, что входило в минусы автоматической коробки, первыми робота стали использовать производители спортивных машин. В самом деле, на треке не бывает пробок, которые заставляли бы коробку перегреваться, а скорость и точность переключений имеет большое значение в гонке. Ни один водитель, как бы хорошо он ни умел ездить, не сможет каждый раз переключать передачи идеально точно. За ними подтянулись производители суперкаров и далее по цепочке. Появление робота с двумя мокрыми сцеплениями, как показывает динамика развития и использования технологии, станет вехой в её истории, потому что с этого момента робот избавился от пары пунктов из перечня минусов и прибавил в плюсах.

Под разными названиями и с незначительными отличиями производители стали массово оборудовать свои модели такими коробками. Powershift и DSG как символы на бюджетных иномарках в нашей стране очень показательны. Ford и Volkswagen соответственно никогда не спешили с введением новых технологий на самые доступные свои модели, пока не были в них уверены, но Fiesta и Polo сегодня продаются как раз с этой трансмиссией. Остальные европейские и американские производители также вовсю оснащают свои машины роботами. Плюсы и минусы роботизированной коробки передач уже не уравновешиваются между собой. В первую очередь она проще в обслуживании, в отличие от автомата, так как представляет собой механику с управляющим блоком. Современная конструкция с 2 сцеплениями перечёркивает минусы старой коробки с её рывками и перегревом сухого сцепления. Масляный насос, нагнетая масло в коробку, теперь включает в круг и их, а не только шестерни, за счёт чего перегрев не наступает так быстро. Про рывки мы уже говорили, так что нагрузка на агрегаты коробки в новых моделях снизилась, что и обуславливает ещё один плюс, который раньше был минусом, — надёжность. Мы знаем, что сейчас многие недоумённо вскинули одну бровь. Да, всё именно так. Робот раньше не был надёжным, но теперь ситуация изменилась. Снижение нагрузок, нормализация режима работы коробки и более тонкая настройка управляющего блока сделали своё дело.

Как правильно

Если говорить о специфике, то ездить на роботизированной коробке передач, как на автомате, не стоит. То есть во время движения разница для водителя исчезает — всё то же положение Drive на селекторе, 2 педали и т. д. А вот на стоянке коробку стоит перевести в нейтральное положение. Обусловлено это тем, что в любых других шестерни коробки остаются соединёнными, а, в отличие от автомата, коробка при выключении мотора не отсоединяется от двигателя. Если не соблюдать эти простые рекомендации, износ будет больше положенного и вас ждёт ремонт.

Хотя, как мы уже сказали, обслуживание робота дешевле, чем у автомата, оно всё равно стоит денег. Даже механическая коробка при поломке проделает в вашем бюджете немалую дыру, что уж говорить о более сложных механизмах. Робот, если вы не будете эксплуатировать его правильно, не протянет долго. Немало жалоб на него было как раз потому, что новая технология требует привыкания. Сальник коленвала, потёкший через 30000 пробега, это не детская болезнь, как можно было бы подумать, а следствие неправильной эксплуатации.

Многие производители в инструкции к автомобилю специально оговаривают эти правила. Поэтому книжечку, как вы понимаете, стоит прочитать. Например, там может быть сказано, что для минимизации ущерба от пробок стоит переключаться в них в ручной режим работы коробки или могут быть описаны правила работы педалью газа. Нюансы, в зависимости от производителя, будут разными, поэтому мы не будем перечислять все возможные варианты.

Вывод

Ездить на роботизированной коробке передач с каждым обновлением технологии становится всё приятней и легче. Её конструкция совершенствуется, и, хотя её ещё не довели до общепризнанного идеала, как это случилось с автоматом, соотношение цены и качества уже сейчас вызывает по этому поводу оптимизм. Конечно, старые модели могут вызывать нарекания, но современные коробки не зря стали использовать в массовом сегменте. Для автомобильного рынка это однозначно хороший показатель.

Как правильно управлять роботизированной коробкой передач?

Роботизированный бокс предназначен для бесшумного передвижения; не стоит резко нажимать на педаль газа даже при активированном спортивном режиме. Для обеспечения динамичного разгона рекомендуется перевести селектор на ручное управление и плавно ускоряться на каждой передаче.

Как правильно ездить с роботизированной коробкой?

Это значит, что для старта в горку с роботом коробка нужна точно такая же, как и на механике.Простыми словами, вам нужно будет использовать ручник (стояночный тормоз). Сначала затягивают ручник, затем активируется режим А, после чего водитель нажимает на педаль газа и одновременно снимает автомобиль с ручника.

Можно ли оставить робота на скорости?

Роботизированная коробка , парковка на скорости

Да, в трансмиссии можно оставить … Просто оставьте включенными D или R и выключите машину. Тогда для того, чтобы завестись, необходимо будет включить нейтраль.Это также описано в инструкции по эксплуатации.

Что лучше вариатор или робот?

Вариатор это тип АКПП, а робот — все же ближе к механике. Именно исходя из этого стоит делать выбор в пользу той или иной коробки передач. …В спокойном городском ритме вариатор будет предпочтительнее Робот , который просто не «выживет» в бесконечных пробках.

Какая коробка передач надежнее?

Что касается того, какая коробка передач вам будет комфортнее, качественнее и приятнее в управлении, то тут можно смело ставить вариатор на первое место.Роботы подходят автовладельцам, предпочитающим спокойный режим езды по городу и трассам, и тем, кто стремится максимально экономить топливо.

Как отличить АКПП от вариатора и робота?

Как правило, если машина комплектуется коробкой — автомат , то это будет обозначаться буквами А или АТ. В случае вариатора обозначение CVT. При попытке определить его визуально нужно осмотреть рычаг КПП, так как вариаторы часто носят обозначение CVT.

Могу ли я быть буксируемым роботом?

Несоблюдение данных рекомендаций может негативно сказаться на состоянии любой автоматической или роботизированной трансмиссии, включая Power Shift, и привести к ремонту, требующему вмешательства специалиста. В любом случае следует избегать буксировки автомобиля с коробкой — робот .

Можно ли на роботе буксировать другое транспортное средство?

Как буксировать автомобиль с «роботом»

Если машина оснащена роботизированной коробкой передач с одним сцеплением, типа АМТ (автоматизированная «механика»), то для буксировки достаточно включить нейтральную передачу.Обычно это не требует никаких хитростей.

Как стоять на светофоре на роботе?

Так вот, в роботизированных коробках не нужно включать «нейтралку» — ни в длительных пробках, ни при остановке на светофор … Многие думают, что «на холостых», когда машина не движется , и двигатель работает, в коробке-« робот » Диски сцепления стерты, поэтому обязательно нужно включать «нейтралку».

Как правильно припарковать машину с коробкой-роботом?

Европейские автомобили с роботизированной коробкой, NEED парк на задней передаче (ну можно и А использовать).На американских автомобилях устанавливаются селекторы, как и на всех нормальных АКПП — с режимом P.

Нужно ли ставить коробку-робот на ручник?

Более того, некорректно сравнивать « ручник » с Парковочным режимом любого автомата Коробки передач — будь то гидромеханический автомат или преселективный робот DSG. …В результате всегда на склоне нужно ставить машину на « ручник » и только после этого переводить рычаг АКПП в положение P.

Можно ли управлять роботом с автоматической лицензией?

Две педали, значит может ! Робот это по сути механическая коробка передач с автоматическим сцеплением. Но как педали 2, то это как , раз ваша категория правильная. В комплекте автоматов , роботов и вариаторов.

Как пользоваться роботизированной коробкой передач. Роботизированная трансмиссия

Роботизированная трансмиссия — это устройство, похожее на механическую коробку передач, в котором такие функции, как переключение передач и выключение сцепления, выполняются автоматически.Принцип работы заключается в том, что водитель на дороге и «обстоятельства» движения как бы запускают управляющую систему, а все остальное уже делает коробка.

Это для обычного дня, с некоторыми мегаполисами, но с небольшим трафиком. Это означает, что это не менее 800 смен в день. Со временем механические коробки передач остались прежними, а вот автоматические изменились. Например, многие классические автоматические коробки передач имеют функцию автоматического удержания, что означает, что вам не нужно держать ногу на тормозе, что устраняет неудобства.автоматическая коробка… Эта статья призвана пролить свет на эту область, чтобы помочь нам сделать лучший выбор, когда мы хотим купить подержанный автомобиль.

Работает очень экономично, надежно и комфортно. И вдобавок ко всему он несколько дешевле обычного автомата. Сейчас практически все марки автомобилей устанавливают именно эту коробку в автомобили любого класса.

Описание

RCP отличается от своих предшественников конструкцией. Это обычная МКПП с возможностью управления передачами и сцеплением.Вот как это работает. Многие марки производителей этих коробок брали за пример обычные механические, такие как всем известная Speedshift, созданная на базе АКПП 7G-Tronic. Они просто заменили гидротрансформатор на усовершенствованные многодисковые фрикционы на основе фрикционов. Существует два типа ящиков для роботов:

Для тех, кто интересуется работой коробки передач, мы добавили несколько полезных ссылок. Выжмите педаль сцепления и снимите ногу с педали акселератора, переключите передачу, поднимите ногу на педаль сцепления и нажмите на педаль акселератора.Вообще у 6-ступенчатых машин передача короче — то есть приходится чаще менять скорости, и разгон на каждой скорости более «распухший». На 5-ступенчатой ​​машине легче ездить в городе, потому что можно больше трогаться с определенной скоростью, конечно, но с менее пушистым ускорением.

Создают такие устройства достаточно известные бренды: Mitsubishi, Fiat, Ford, Opel, Peugeot, Audi, Renault, BMW и другие. Такой КПП контролируется электронной системой. Это устройство работает в 2-х режимах:

  1. станок;
  2. полуавтомат
  3. .

В первом случае почти вся работа выполняется автоматически (блок управления получает сигналы от входных датчиков и вырабатывает алгоритм, управляющий коробкой). Во втором случае можно вручную переключать скорости на селекторе (последовательный режим).

МКПП АКПП

Но отличия следующие. Минусы: Неудобная езда по городу, если вы новичок можно быстро сломать сцепление. Схема проста: у вас есть две педали, как в автоматической коробке передач, но у вас есть сцепление, которым вы не управляете напрямую.Робот поднимается на сцепление, меняет скорость и отпускает сцепление.

Вы воспринимаете это как «автомат». Против того, что сцепление выдвигается быстрее, чем у механической коробки передач, оно предназначено для переключения передач. Чтобы не трясло, нужно чувствовать, когда вы хотите изменить скорость, затем поднимать ногу с разгона и снова ставить; фиксируется как ручное устройство.

Фотогалерея

Ниже вы можете увидеть, как выглядит роботизированная коробка и как она работает.

Ручка управления коробкой передач

Отзывы

В настоящее время АКПП приобрела большое количество поклонников и немалое количество врагов.Кто-то «за» ее, кто-то «против». Чтобы понять это, предлагаем прочитать вам самые свежие отзывы.

Механическая коробка передач с двойным сцеплением

но Техническое обслуживание значительно ниже. Также сохраняются небольшие недостатки роботизированной коробки передач при изменении скорости. Это также совершенно новый продукт на рынке, и информации о его надежности мало. Ford поставил эту «автоматическую» коробку передач на несколько автомобилей.

В то время как механическая коробка передач может быть отключена от двигателя с помощью сцепления, автоматическая коробка передач без сцепления всегда остается подключенной.А для его устранения используется «гидротрансформатор» или «преобразователь». Вы можете узнать больше, нажав здесь. В автомобиле есть две педали, которыми вы управляете правой ногой, а именно газ и тормоз. На сегодняшний день существует множество вариаций этой трансмиссии, изначально имеющей 3 скорости, затем 4, а теперь есть АКПП с 9 скоростями.

Положительный Отрицательный
А мне очень нравится, что есть возможность вручную переключать передачи, а все остальное она делает сама. Ой, лучше не берите робота, друг купил его у меня не так давно (), теперь работы нет отбоя, каждые 10000 ездит на регулировку.
Хорошая штука, просто надо привыкнуть. Базовая механика для меня намного лучше. А робот — самая ненадежная коробка.
В пробках то что нужно! Очень удобно! Робота вообще терпеть не могу, выбираю механику.
Не вижу в этом минусов, это все ерунда! Механика — это какой-то цирк.Очень удобно работать. Оптимальная работа двигателя. Можно сказать, исправляет ошибки неопытного водителя. Машина не дергается. Вообще никому не советую брать робота или вариатор. Самые капризные коробки передач. И очень слабый. Хорошо, если они дойдут до 10 тысяч.
Я очень давно вожу робота. Хорошая вещь. Мое мнение, что проблема не в ней, а в наших дорогах. Да, согласен, он явно не для наших дорог.Но старайтесь ездить осторожнее и меньше обгонять. И все будет хорошо. Как получается, что это та же самая обычная механика, только рукоятка тянет электропривод, а управляется уже электронный блок… Так что этот блок моментально расшатается. Так что как по мне обычный гидроавтомат лучше.
Очень экономит бензин и вообще все минусы это просто особенности. Сам я роботом не пользуюсь, но слышал только плохие отзывы.Так что лучше брать классическую механику или автомат.
Вам нужно привыкнуть к этой коробке и вы будете летать. А в пробках можно наловчиться и ездить на скорости. Сказка! Много недостатков! Техника думает за вас, но ваши желания не всегда совпадают. Плюс в плане обслуживания он почти в два раза дороже. А сама коробка очень дорогая.
Отлично! Большой расход бензина.
Максимально подстраивается под водителя, вопросов нет вообще. Этот бокс абсолютно не подходит для езды по городу.
Мне тоже поначалу было непривычно после механики, а сейчас очень нравится! Автомобиль невозможно завести сразу.
Не пожалел что купил. Уже побывал в ремонте один раз. Сцепление очень долго включается при старте.
Вы сначала определитесь, проблема в вас, а не в коробке.Вещь класс! Ехать на большой скорости невозможно!
Действительно, эта коробка для более опытных водителей и вообще неучей ковыряться не надо! Такая проблемная коробка передач. Мало кто доживает хотя бы до 50 000 км.

В этой статье мы рассмотрели принципы работы роботизированной коробки передач, а также, благодаря отзывам, оценили ее возможности и выяснили ее плюсы и минусы.

Видео «Роботизированная трансмиссия»

Очень полезная информация вы можете узнать как работает коробка и из чего она состоит посмотрев это видео.

Прочитав нашу статью, вы узнали много нового о роботизированной проходной, пожалуйста, оставьте свой отзыв об этом!

Автоматическая коробка передач предугадывает действия водителя в той или иной ситуации. Когда вы делаете что-то совершенно неожиданное, коробка передач становится медленной. Минусы: коробка больше весит, дороже в обслуживании, если дороже в ремонте, то тормозит, расходует обычно 1 литр на 100 км с той же МКПП.

Эта коробка передач выглядит как автоматическая механическая коробка передач, но на самом деле коробок передач две — каждая со сцеплением и без «гидротрансформатора» как у автомата. Говорят, что это лучшие автоматические коробки передач на рынке, потому что они очень быстро меняют скорость. Что касается надежности, то мнения разделились.

Тяговые характеристики двигателей внутреннего сгорания и их грузоподъемность недостаточны для прямого привода. Для адаптации используются различные типы редукторов, которые позволяют изменять скорость в достаточно широком диапазоне.

Кроме того, такой механизм обеспечивает возможность движения задним ходом, длительную остановку автомобиля с работающим силовым агрегатом.

Минусы: 2 коробки тяжелее коробок, замена масла на 000 км у представителя, дорого. В нем используются не шестерни, а ремень и 4 конуса. Принцип работы напоминает велосипедную цепь, шестеренки и пластины. Просто потому, что вместо шестерен конус, а вместо пластин еще один конус. Он имеет первичную муфту, отличную от «муфты» для всех остальных коробок, и вторичную муфту.Лучше фильм посмотреть. По этим коробкам тоже есть новый прогресс — для этого есть еще один ролик.

Плюсы и минусы роботизированных коробок передач.)

Опять же: во время движения странное ощущение, отличное от любой другой коробки передач. Это не похоже на самокат, где у вас только одна скорость, но и не похоже, что у вас шесть скоростей. Прежде чем купить автомобиль, хорошо бы знать, какую коробку передач вы хотите. Если вы хотите, чтобы ручная коробка была проще. Если вы хотите автоматическую коробку передач, вам нужно знать, чего ожидать, сколько денег вы хотите сэкономить на обслуживании и как вы хотите чувствовать себя в машине.Вы также должны знать, на какие компромиссы вы готовы пойти.

Коробка передач робота снабжена автоматическим устройством для управления работой устройства в заданном режиме с учетом нагрузки и других условий движения. Процесс контролируется электронным блоком, запрограммированным определенным образом.

Водитель выбирает алгоритм и задает его с помощью селектора, кроме того, он может взять на себя управление механизмом и выполнять переключения как на обычном механике.

Использование роботизированных боксов обеспечивает водителю максимально комфортные условия. Не нужно отвлекаться и тратить время на переключение передач, а встроенные в процессор программы обеспечивают (в зависимости от условий движения) максимальную экономию топлива.

Большинство ведущих автопроизводителей, в том числе АвтоВАЗ, широко используют этот тип коробки передач на автомобилях разных классов.

Что такое робот-редуктор

В настоящее время существует множество различных конструкций автомобильных трансмиссионных механизмов.Чтобы ответить на вопрос: коробка передач робот — что это такое?, следует разобраться в ее устройстве, изучить принцип работы и проанализировать преимущества и недостатки. Практически любой сложный механизм имеет свои плюсы и минусы, устранение которых невозможно без кардинальной переделки системы.

По своей сути роботизированная коробка является логическим развитием традиционной механической. В нем функции управления переключением передач автоматизированы и управляются электронным блоком.Кроме того, процессор дает команду приводу сцепления разъединить двигатель и трансмиссию при изменении передаточного числа.

Роботизированная коробка работает в связке с другими элементами трансмиссии. Автоматическое управление согласовано со сцеплением для переключения передач.

Устройство и принцип работы

На протяжении всего развития автомобилестроения предпринимались многочисленные попытки упростить управление трансмиссией. Первые удачные конструкции роботизированных коробок передач, пошедшие в серию, появились только после оснащения машин процессорами.Все попытки автоматизировать управление с помощью электромеханических и гидравлических устройств не дали положительных результатов.

Они оказались слишком ненадежными и не обеспечивали приемлемой скорости переключения. Еще одним недостатком такого рода ящиков была неоправданно высокая сложность и, как следствие, запредельная стоимость.

Решить все технические проблемы стало возможным только с появлением компактных и недорогих процессоров и датчиков, управляющих режимами работы двигателя и трансмиссии.

Дизайн

Многие самостоятельно занимались разработкой этого класса механизмов. Это обеспечило достаточно большое разнообразие конструкций редукторов роботов, однако в них можно выделить общие элементы:

  • электронный блок управления;
  • Механическая коробка передач;
  • фрикционная муфта;
  • система управления переключением передач и сцеплением.

Часто функции электронного блока выполняет бортовой компьютер, контролирующий работу системы питания и зажигания в силовом агрегате… Процессор устанавливается вне корпуса коробки и соединяется с ней кабельными системами. Особое внимание при этом уделяется защите стыков с помощью специально разработанных уплотнителей. Часто контактные группы покрывают тонким слоем золота для предотвращения окисления.


Роботизированные коробки

обычно создаются на основе хорошо зарекомендовавших себя устройств. Так, Mercedes-Benz при изготовлении узла Speedshift использовала автоматическую коробку передач 7G-Tronic; вместо гидротрансформатора использовалось многодисковое сухое сцепление фрикционного типа.

По похожему пути пошли

баварские автопроизводители из BMW, оснастив шестиступенчатой ​​механической коробкой передач. автоматизированное управление системой.

Обязательным элементом, обеспечивающим работу коробки, является механизм сцепления. В случае роботизированного устройства используется конструкция фрикционного типа с одним или несколькими дисками. В последние годы появились коробки передач с параллельно работающими механизмами двойного сцепления. Такая конструкция позволяет передавать крутящий момент от двигателя без перерыва.

Роботизированные трансмиссии мировых производителей автомобилей
Тип трансмиссии С одним сцеплением С двумя сцеплениями
Ауди Р-Троник +
Ауди С-Троник +
Альфа Ромео Селеспид +
БМВ СМГ +
Сенсодрайв Citroen +
Форд Дурашифт +
Форд Пауэршифт +
Ламборгини ИСР +
Mitsubishi allshift +
Опель Изитроник +
Пежо 2-троник +
Порше ДПК +
Рено Квикшифт +
Тойота Мультимод +
Фольксваген ДСГ +

Системы управления сцеплением и переключением передач бывают двух типов: с электрическим или гидравлическим приводом.Каждый из вариантов имеет свои положительные и отрицательные стороны. Возможны комбинации вышеперечисленных способов управления коробкой, позволяющие максимально использовать преимущества обеих конструкций и минимизировать их недостатки.

В электроприводе сцепления используются серводвигатели, обеспечивающие минимальное потребление энергии. Отрицательным моментом является крайне малое время переключения передач (в пределах от 300 мс до 500 мс), что приводит к рывкам и повышенным нагрузкам на детали трансмиссии.

Гидроприводы работают значительно быстрее, что позволяет оснащать такими коробками даже спортивные автомобили.На суперкаре Ferrari 599GTO время переключения составляет всего 60 мс, а у Lambohini Aventador время еще меньше — 50 мс. Такие показатели обеспечивают этим машинам высокие динамические характеристики при сохранении плавности хода.

Принцип работы

Чтобы понять, как работает роботизированная коробка передач, следует иметь представление об алгоритме работы ее механизмов.

Водитель запускает двигатель, нажимает педаль тормоза и переводит селектор в определенное положение.Привод сцепления прерывает поток мощности, а привод коробки передач включает выбранную передачу.

Водитель отпускает тормоз и постепенно увеличивает обороты, машина трогается. В дальнейшем все переключения производятся в автоматическом режиме с учетом заданного режима и данных с датчиков. Механизм управляется процессором в соответствии с выбранным алгоритмом. В этом случае водитель имеет возможность помешать работе коробки.

Видео — роботизированный КПП (робот):

Полуавтоматический режим роботизированной трансмиссии аналогичен функции ручного управления автоматической трансмиссией — Типтроник.При этом водитель с помощью рычага селектора или переключателей, установленных на рулевой колонке, переключает передачи вверх или вниз. Отсюда и другое название роботизированной коробки – секвентальная.

Этот тип трансмиссии становится все более распространенным в автомобилях. При этом соблюдается следующее деление: бюджетные модели оснащаются коробками с электрическими серводвигателями. Ведущие автопроизводители разрабатывают и серийно выпускают следующие типы механизмов:

  • Ситроен-СенсоДрайв;
  • Фиат-Дуалогик;
  • Ford-Durashift EST;
  • Mitsubishi — Allshift;
  • Опель-Изитроник;
  • Пежо-Троник;
  • Toyota — многорежимный.

Для более дорогих моделей выпускаются коробки с гидроприводом:

  • Альфа Ромео — Селеспид;
  • Ауди-Р-Троник;
  • БМВ — пистолет-пулемет;
  • Квикшифт от Рено.

Самая совершенная роботизированная коробка ISR (Independent Shifting Rods) устанавливается на суперкары от Lamborghini.

Отличие роботизированной коробки передач от автоматической

Развитие и дешевизна электронных блоков управления позволили использовать их в серийных моделях машин.У них разные типы трансмиссии и возникает закономерный вопрос — чем отличается коробка-робот от автомата? Если такие различия существуют, то какой из них лучше будет соответствовать требованиям водителя и на какие характеристики следует обращать внимание при выборе автомобиля.

Отличие роботизированной коробки от коробки автомат заключается в конструкции сцепления. Вместо гидротрансформатора используется одно- или многодисковое сухое сцепление фрикционного типа.

В коробке передач, как и в механике, ведущая и ведомая шестерни находятся в постоянном зацеплении и приводятся в действие с помощью специальных муфт. Для уравнения угловых скоростей используются синхронизаторы.

Видео — тест-драйв Lada Priora с роботом АМТ:

В автоматических коробках передач в основном используются редукторы планетарного типа и сложная система управления их работой. В первом и втором вариантах выбор передаточного числа определяется автоматикой. Это освобождает водителя от необходимости следить за режимами работы двигателя и вносить изменения.

В сравнении автоматической коробки с роботом лидером по эффективности является второе устройство. В сухом сцеплении механические потери значительно ниже, чем в гидротрансформаторе.

С другой стороны автомат обеспечивает лучшую плавность движения и езда в таком автомобиле комфортнее. Еще одним недостатком этого типа трансмиссии является высокая стоимость ремонта, который могут выполнить только высококвалифицированные специалисты в техцентре.

При выборе между роботизированной коробкой и автоматом следует учитывать все вышеперечисленные факторы. Для недорогих бюджетных моделей существенное значение имеет стоимость автомобиля и затраты на его содержание. Во время покупки роскошных автомобилей такие вопросы обычно не имеют большого значения. Для водителя практически нет разницы управлять автоматом или роботом.

Роботизированная коробка передач плюсы и минусы

Сложные системы, включающие автомобильные трансмиссии, имеют определенные преимущества и недостатки.Ниже представлен анализ плюсов и минусов конструкции и работы роботизированной коробки передач. При этом учитываются динамика, стоимость и некоторые другие характеристики агрегата.

К перечню положительных сторон редуктора с роботизированным управлением относятся:

  • Высокая надежность механизма редуктора, подтвержденная многолетней эксплуатацией.
  • Применение сухого сцепления фрикционного типа способствует снижению потерь и.
  • Небольшое количество рабочей жидкости – трансмиссионное масло около 3-4 литров, против – 6-8 литров для вариатора.
  • Высокая ремонтопригодность роботизированной коробки (фактически в ее основе используется известная механика).
  • Автоматическая система увеличивает срок службы сцепления на 45–55 % по сравнению с традиционным педальным управлением.
  • Наличие полуавтоматического режима, позволяющего водителю вмешиваться в работу агрегата при движении в сложных дорожных условиях на подъеме или в пробке.

Преимущества КПП «робот» очевидны, что способствует увеличению популярности данного типа трансмиссии на автомобилях разного класса…Усилиями инженеров и конструкторов агрегат постоянно совершенствуется, улучшаются его характеристики.

Что такое роботизированный контрольно-пропускной пункт? Роботизированная трансмиссия (другое название — автоматизированная трансмиссия , обиходное название — робот-коробка ) — механическая трансмиссия, в которой автоматизированы функции выключения сцепления и переключения передач. Автоматизация этих функций стала возможной благодаря использованию электронных компонентов в управлении коробкой.

Роботизированная трансмиссия сочетает в себе комфорт, надежность и экономичность механической трансмиссии. При этом «робот» по большей части намного дешевле классической АКПП.

В настоящее время практически все ведущие автопроизводители оснащают свои автомобили роботизированными коробками передач. Все коробки имеют собственные фирменные названия и различаются по дизайну.

При этом можно выделить следующие общие. Устройство роботизированной коробки передач :

  • сцепление;
  • Механическая коробка передач;
  • сцепление и шестерня привода;
  • Система управления
  • .

Ящики для роботов могут иметь электрический или гидравлический привод муфты и шестерни … В электроприводе исполнительными органами являются сервомеханизмы (электродвигатели). Гидравлический привод осуществляется с помощью гидроцилиндров. В зависимости от типа привода роботизированные коробки передач имеют устоявшиеся названия:

  • Редукторы собственно роботизированные ( электропривод) ;
  • секвентальные коробки передач ( гидропривод ).

Название «секвентальная» коробка произошло от sequensum — последовательность, означающая последовательное переключение передач в ручном режиме.

Во многих источниках информации коробки передач имеют одно общее название — роботизированные.

Муфты и шестерни электропривода имеют следующие конструкции редукторов:

  • Easytronic от Opel;
  • MultiMode от Toyota.

Значительно больше конструкций «роботов» имеют гидравлический привод :

  • SMG , DCT M Drivelogic от BMW;
  • DSG от Volkswagen;
  • S-Tronic от Audi;
  • Senso Drive от Ситроен;
  • 2-Tronic от Peugeot;
  • Dualogic от Fiat.

Система управления роботизированной коробкой передач включает следующие конструктивные элементы:

  • входные датчики;
  • электронный блок управления
  • ;
  • актуаторы коробки передач.

В робототехнических коробках с гидроприводом в состав системы управления также входит блок управления гидросистемой , обеспечивающий непосредственное управление гидроцилиндрами и давлением в системе.

Принцип работы роботизированной коробки передач заключается в следующем: на основе сигналов входных датчиков электронный блок управления формирует алгоритм управления коробкой в ​​зависимости от внешних условий и реализует его через исполнительные устройства.По команде электронного блока управления гидроцилиндры (или электродвигатели) в нужный момент размыкают и замыкают сцепление и включают соответствующую передачу. С помощью селектора водитель лишь устанавливает нужный режим работы робота: например, вперед или назад.

Все роботизированные коробки имеют режим ручного переключения передач аналогичный. Например, коробка 2-Tronic способна работать в трех режимах. Первый полностью автоматический. В этом случае водитель может вообще не думать о переключении передач и ехать как на обычном «автомате».Второй – так называемый полумеханический, который включается, если водитель решит сам переключить передачу с помощью подрулевых лепестков, не выходя из автоматического режима. Такая ситуация возникает, например, при обгоне, когда необходимо срочно переключиться «вниз». Если резкого ускорения не произошло или после возврата в обычный режим движения, коробка через некоторое время вернется в автоматический режим. Третий вариант КПП полностью ручной. Выбор передачи лежит только на водителе, однако и здесь не все в его силах — при достижении максимальной скорости компьютер даст команду на переход на следующую ступень.

Основным недостатком первых роботизированных коробок передач было большое время переключения передач (до 2 с), что приводило к провалам и рывкам в динамике автомобиля и снижало комфорт от управления автомобилем… Решение этой проблемы было найдено в использовании коробки передач с двумя сцеплениями, что обеспечивало переключение передач без разрыва потока мощности.

Весь алгоритм работы коробки с двумя сцеплениями сводится к тому, что пока работает первая передача, вторая уже ждет включения второй передачи, и как только блок управления дает команду, включается второе сцепление, внешний входной вал и вторая передача.Дальше по накатанной ждет сигнала третья передача и т.д. Время переключения сведено к минимуму, даже водитель не может так быстро переключать МКПП.

Данное техническое решение реализовано в коробках передач DSG, S-Tronic (время переключения 0,2-0,4 с), а также коробках передач SMG и DCT M Drivelogic (время переключения 0,1 с), устанавливаемых на спортивные автомобили BMW.

В настоящее время наиболее распространенными и технически совершенными являются роботизированные боксы. Коробка передач DSG и S-Tronic.Коробка S-Tronic аналогична коробкам DSG, но в отличие от нее устанавливается на задне- и полноприводные автомобили… www.systemsauto.ru

При выборе автомобиля покупатели уделяют большое внимание коробке передач, среди прочих ее характеристик. Естественно, люди хотят ездить с комфортом.

В последнее время современные технологии открывают новые способы вождения. Автоматика заменяет механику. Одно из нововведений – роботизированная коробка передач.

Что это такое и как это работает?

Роботизированная коробка передач представляет собой механическую коробку передач с автоматизированными функциями управления сцеплением и переключением передач.Называется по-другому. Эти коробки передач представляют собой муфты и шестерни с электрическим или гидравлическим приводом. Зависит от конкретного производителя.

Стоит сначала разобраться, как работает роботизированная коробка передач. Принцип его работы такой же, как и у механического. Разница в том, что сцепление и выбор передач выполняются сервоприводами. Они включают в себя электродвигатель с редуктором и исполнительным механизмом. Существуют также гидроприводы.

1 — блок управления; 2 — сервопривод сцепления; 3 — сервопривод переключения передач; 4 — датчик частоты вращения входного вала.

Каковы основные особенности управления роботизированной трансмиссией?

Роботизированная коробка передач имеет свои особенности управления. К основным можно отнести следующий фактор: управление осуществляется с помощью специального блока на электронной основе, который воздействует на два исполнительных механизма.

Первый сервопривод отвечает за сцепление, а второй управляет синхронизаторами, отвечающими за включение нужных передач. Такой подход освобождает водителя от нажатия на педаль.Все функции берет на себя электроника.

Умный ящик может работать в:

При автомате переключение передач происходит по команде ЭБУ, который учитывает множество показателей (обороты двигателя, скорость, данные систем ABS, ESP и другие). В ручном режиме человек с помощью рычага селектора или подрулевых переключателей дает команду на переключение.

Видео: принцип работы сцепления и переключения передач на роботизированной коробке передач.

Плюсы и минусы использования роботизированной коробки передач

Такая возможность управления коробкой передач появилась сравнительно недавно, но при этом быстро обрела своих приверженцев.Ведь ездить на роботизированной коробке передач, по некоторым отзывам, удобно и комфортно.

Но, как и любой другой вариант, использование роботизированной коробки передач имеет свои плюсы и минусы. Естественно, о них следует знать при выборе варианта управления. Многочисленные тесты роботизированной коробки позволили выявить такие моменты.

Преимущества использования устройства:

  1. Конструкция этой коробки передач чрезвычайно надежна. В его основе механика, проверенная временем и изученная.При этом по надежности он превосходит вариатор и автоматические системы.
  2. Считается, что использование роботизированной трансмиссии способствует экономии топлива. Эти сбережения могут быть до 30 процентов.
  3. Коробка-робот требует использования меньшего количества масла, достаточно 2-3 литров, тогда как вариатор требует около 7 литров. Все это приводит к большей экономии средств.
  4. Количество передач соответствует количеству передач в МКПП.
  5. В основе роботизированной коробки передач лежит та же механика.Это дает дополнительную возможность бесплатного и простого ремонта, который может произвести практически любой автомобильный слесарь. Поэтому проблем с ремонтом не возникнет, по крайней мере, большинство распространенных поломок можно быстро и качественно устранить в обычной автомастерской.
  6. Ресурс увеличен почти на 40 процентов, если сравнивать с механикой. Это очень существенная разница. И дело не только в экономии, но и в повышении безопасности.
  7. В условиях города, когда постоянные пробки, и на крутых подъемах будет очень кстати функция ручного переключения передач, которая присутствует в коробке робота.Эта функция возвращает обычную механику, которую упускают многие автовладельцы.

Наряду с достоинствами у этого типа редуктора есть и недостатки. К ним относятся:

  1. Многие автовладельцы считают главным недостатком невозможность перепрограммирования блока с целью повышения динамики или экономии ресурсов. Это также предотвращает адаптацию коробки передач к вашему стилю вождения. Требуется некоторое время, чтобы привыкнуть к тому, как работает конкретная структура, чтобы использовать ее с комфортом.Но русские умельцы находят выход из любой ситуации. По истечении гарантийного срока автомобиля просто меняют прошивку в электронном блоке управления.
  2. Скорость переключения передач робота немного снижена, реакция медленнее. Это связано с некоторыми издержками программирования, как и в любой машине.
  3. При движении по городу, в пробках и на неровной местности необходимо переходить на ручное управление. В противном случае происходит быстрый износ и срок службы роботизированной трансмиссии значительно сокращается.
  4. В некоторых случаях вы можете ощущать рывки при переключении передач. Это связано с тем, что газ не выделяется до момента переключения. Устранить эту неприятность можно, если не до конца нажимать на педаль газа.
  5. На салазках муфта часто размыкается — это связано с ее перегревом. Поэтому для подъемов тоже лучше использовать режим ручного переключения.

Видео: как правильно управлять роботизированной коробкой передач.

Перед покупкой автомобиля с коробкой-роботом стоит собрать как можно больше информации по эксплуатации той или иной модели.Некоторые из них имеют постоянные «глюки», ставшие уже нормой. Например, «задумчивость» некоторых роботов составляет около 2 секунд, то есть переключение передач происходит с некоторой задержкой.

К проблемам можно отнести излишнюю индивидуальность юнитов. Даже одинаковые роботизированные коробки передач могут существенно различаться. Такие серьезные отличия «лечатся», как правило, с помощью перепрошивки. И не надейтесь, что все пройдет само собой, лучше сразу обратиться к специалисту.

Но не все так мрачно. Например, если верить отзывам о роботизированной коробке передач Lada-Granta, такой вариант управления устраивает более половины владельцев этого автомобиля. Учитывая, что с ним машина экономичнее и быстрее.

Видео: На АВТОВАЗе запущен выпуск LADA Granta с роботизированной коробкой передач (АМТ).

На современных автомобилях используется несколько типов коробок передач — механическая, автоматическая, вариаторная. МКПП отличается надежностью, но требует от водителя навыков вождения.Автомат намного проще в управлении, но более «капризен» в техническом плане. Недавно конструкторы выпустили еще один тип КПП — роботизированный. В ней постарались совместить надежность «механики» с удобством «автомата». И у них это получилось — все больше автопроизводителей оснащают свои автомобили роботизированной коробкой передач.

Немного об устройстве

Суть такой коробки довольно проста — есть механическая коробка передач и ее электронный блок управления. В МКПП все функции, которые должен был выполнять водитель с механической коробкой передач (выжимание сцепления, перевод рычага КПП в нужное положение) выполняют исполнительные механизмы — сервоприводы электронного блока.

Благодаря этому повысилась надежность коробки передач за счет использования классической «механики» и повысилось удобство ее использования. Водителю достаточно перевести селектор в нужное положение (как в АКПП) и наслаждаться ездой, а за переключение передач позаботится электронный блок.

При всем при этом многие роботизированные коробки оснащены еще и ручным управлением, что позволяет водителю управлять коробкой самостоятельно, с той лишь разницей, что нет необходимости выжимать сцепление.

Функции управления

МКПП получила некоторые режимы работы от, а именно:

  • «N» — нейтральный. Режим, при котором крутящий момент не передается на колеса от коробки передач. То есть двигатель работает, вращение передается на коробку, но из-за положения шестерен не передается на колеса. Используется при длительной стоянке авто, перед началом движения, после остановки;
  • «R» — движение назад. Здесь все просто, водитель переводит селектор в это положение и машина движется назад.

Другие режимы роботизированной коробки имеют свое обозначение:

  • «А/М» или «Э/М» — движение вперед. Этот режим соответствует режиму «D» автоматической коробки передач, то есть автомобиль движется вперед, а коробка передач осуществляет переключение передач. В режиме «М» осуществляется ручное управление. Перемещением селектора в определенный слот выбирается необходимый режим;
  • «+», «-» — селектор передач. Кратковременные переводы селектора в сторону «+» или «-» обеспечивают переключение передач в режиме ручного управления «М».

Вам нужно прогреть бокс?

Вроде бы все просто, и в управлении такой коробкой нет ничего сложного — достаточно перевести селектор в нужное положение и начать движение. И еще, вы должны знать, как управлять коробкой-роботом, чтобы она работала без проблем.

Начнем с интересного вопроса- Нужно ли зимой прогревать КПП перед поездкой? Для АКПП в зимний период прогрев обязателен и осуществляется кратковременным переводом селектора во все положения.

Роботизированная коробка, по сути, механическая и не требует прогрева. И все же зимой перед началом движения МКПП надо прогревать, хотя это не совсем прогрев. При стоянке масло в коробке стекает и густеет из-за мороза. Поэтому рекомендуется зимой после запуска двигателя давать время, чтобы масло скорее не прогревалось, а просто растекалось по элементам коробки, уменьшая трение между ними. Достаточно просто постоять пару минут с работающим двигателем, при этом селектор переводить в разные режимы не надо, достаточно держать его в положении «N».После этого движение нужно начать плавно, без резких рывков и проехать не менее 1 км, чтобы масло полностью прогрелось.

Начало подъема, его преодоление, спуск

Многие автомобили с механической коробкой передач не оборудованы системой помощи при трогании с места на подъёмнике, поэтому водителю самому необходимо научиться правильно начинать движение. При начале лазания с роботизированной коробкой необходимо поступить так же, как и с «механикой». Для начала движения селектор переводится в режим «А», плавно нажимается акселератор и одновременно автомобиль снимается со стояночного тормоза.Это действие предотвратит скатывание автомобиля назад. Одновременно давить на газ и снимать с ручника, следует потренироваться, чтобы водитель чувствовал работу двигателя и понимал, когда сцепление начинает включаться и его можно снимать с ручника.

При начале движения в гору зимой лучше использовать ручной режим, выставив при этом первую передачу. Не нужно сильно разгоняться, чтобы не было пробуксовки колес.

При движении в гору с выбранным автоматическим режимом коробка самостоятельно начнет переключаться на пониженные передачи, что вполне логично, ведь на более высоких скоростях легче преодолевать подъем.Такая коробка передач оснащена гироскопом, определяющим положение автомобиля, и если датчик указывает на подъем, то коробка передач будет работать соответственно. Также можно передвигаться в ручном режиме, зафиксировав определенную передачу. Важно понимать, что МКПП не даст двигаться в тесноте, поэтому при подъеме обороты двигателя должны быть не менее 2500 об/мин.

При спуске от водителя не требуется никаких действий. Достаточно перевести селектор в положение «А» и снять ручник.В этом случае автомобиль будет осуществлять торможение двигателем.

Остановка, парковка

И третий важный вопрос — правильность парковки и остановки. После полной остановки автомобиля селектор необходимо перевести в нейтральное положение «N», поставить на ручник и затем заглушить двигатель. При коротких остановках перевод селектора в нейтраль не нужен, вполне можно оставаться в режиме «А». Но следует учитывать, что при остановке сцепление остается выжатым.Поэтому в пробке или на светофоре, когда остановка задерживается во времени, все равно следует переходить на нейтраль.

Другие режимы

Это основные правила работы с роботизированной коробкой. Но есть и другие особенности, например, некоторые МКПП имеют дополненные режимы — спорт и зима, так называемая «снежинка».

«Снежинка» направлен на то, чтобы начать движение по обледенелой дороге максимально плавно и без пробуксовок. Все, что он делает, это гарантирует, что движение начинается сразу со второй передачи и более плавно переключается на более высокую передачу.

Режим «спорт» делает переход на более высокие передачи при более высоких оборотах, чем обычно. Это позволяет быстрее разгоняться. То есть, если в обычном режиме переход на 2-ю передачу производился, например, при 2500 об/мин, то в режиме «спорт» этот переход будет осуществляться при 3000 об/мин.

Теперь о возможности переключения с автоматического режима на ручной и обратно во время движения. Роботизированная коробка позволяет сделать это без особых проблем. Также допускается самостоятельное понижение или повышение передачи для изменения скорости движения.Но следует учитывать, что электронный блок не передаст полное управление коробкой, он будет постоянно следить за работой.

Поэтому, если водитель решит переключить, например, на две передачи вниз, то это сделает электронный блок, но при этом он будет контролировать обороты двигателя и если они не соответствуют выбранной передаче, то электроника самостоятельно сделать переход на приемлемую передачу — так называемая «защита от дурака».

Здесь все просто — электронный блок запрограммирован так, что каждой передаче соответствует определенный диапазон оборотов двигателя.И если выбранная вручную передача соответствует своему диапазону, то коробка переключится, а если нет, то включит нужную скорость.

Такая коробка «не терпит» резких нажатий на педаль газа, поэтому лучше ездить в спокойном режиме. Даже если вам нужно ускориться, лучше нажимать на акселератор плавно, при этом стоит перейти в ручной режим. А при торможении должно быть наоборот — переходить в автоматический режим.

Особенностью МКПП является наличие небольших толчков при переключении передач.Избавиться от них можно достаточно просто – при переключении передач сбавьте обороты двигателя, то есть действуйте по аналогии с обычной механической коробкой передач.

Наличие ручного режима Позволяет даже совершить «покатушку» на случай, если машина застрянет в сугробе. Но в то же время это не пойдет на пользу КПП, так как проскальзывать на КПП не рекомендуется, это может привести к разбалансировке исполнительных механизмов… помощь.

Обязательна инициализация и диагностика состояния МКПП при каждом ТО, что устранит все на ранней стадии.

Есть и другие мелкие особенности этих коробок, которые зависят от производителя. Их лучше сразу задавать, чтобы в дальнейшем не возникало недоразумений с работой роботизированной коробки.

В мире существует несколько автомобильных трансмиссий. Наиболее популярными являются МКПП и АКПП.В этот момент многие популярные производители стали использовать в своих новых продуктах роботизированную версию. В статье рассмотрим, что это такое — робот-редуктор, какие отзывы он получает и есть ли у него достоинства и недостатки.

Коробка характеристика

Коробка передач у робота, по сути, механическая, просто в нее дополнительно встроено автоматическое сцепление и переключение передач. Соответственно, работа трансмиссии полностью зависит не от водителя, как в других вариантах, а от электронного блока управления.Водителю остается только корректно передавать поступающую информацию для корректной работы трансмиссии.

Устройство

Мы рассмотрим, какая коробка передач лучше, автомат или робот, чуть позже, сначала нам нужно узнать устройство нового изобретения. Автоматизированная коробка передач получила фрикционное сцепление. Это либо пакет дисков, либо встроенный отдельный механизм. Самой надежной и долговечной конструкцией можно назвать двойное сцепление. Volkswagen Golf стал первым в мире автомобилем, оснащенным роботизированной коробкой передач.Отзывы об устройстве были неплохими, все отмечали хороший отклик электроники, а также отличную функциональность при разгоне. При этом поток энергии не прерывался. Это достигается применением двойного сцепления. При этом переключение передач занимает не более 1 секунды. При работе на российских дорогах, к сожалению, срок службы подобной коробки передач сокращается как минимум вдвое.

Особенности

Привод сцепления может быть электрическим или гидравлическим.В первом случае следует отметить наличие электродвигателя и механической трансмиссии. Второй тип привода работает за счет функционирования специальных цилиндров, которые управляются клапаном электромагнитного типа. В некоторых случаях, коробка передач робота, вариатор которой хорошо спроектирован, комплектуется электродвигателем. Он перемещает цилиндры, а также предназначен для поддержки работы гидромеханического узла. Такое устройство, имеющее привод такого типа, отличается длительностью скорости переключения передач.Как правило, она варьируется от 0,3 до 0,5 секунды. Однако если сравнивать с гидравлическими аналогами, то в системе не будет необходимости постоянно поддерживать определенное давление. Ярким примером подобного автомобиля является «Опель», коробка-робот на этом автомобиле в целом радует многих водителей.

Гидравлические коробки передач имеют быстрый цикл, обеспечивающий переключение передач за 0,05–0,06 секунды. Именно поэтому чаще всего такая трансмиссия используется на гоночных автомобилях и суперкарах. Примеры включают Феррари и Ламборджини. На машинах, которые относятся к бюджетному классу, такой редуктор не может быть поставлен в мастерскую, даже как дополнительная опция.

Как работает робот на контрольно-пропускном пункте?

Большинство механизмов управляется специальными интеллектуальными блоками трансмиссии роботов. Что это? Благодаря этому, то есть работе электронной системы, можно отслеживать все необходимые параметры коробки передач. Датчики также анализируют положение трансмиссии, давление масла и другие параметры для передачи на основной блок. После этого электроника сформирует все необходимые действия для выполнения. В виде коротких сигналов они будут поступать на электропривод и электромагнитные клапаны, соответственно это позволит быстро, но плавно переключать КПП.

Режимы работы

Конструкция автоматического вариатора и коробки передач робота для многих остается непонятной. Это устройство работает на принципах механики. Однако при желании пользователя его можно переключить на автоматизацию. После того, как человек войдет в соответствующий режим, электронный блок будет заблокирован. Последний сам проанализирует алгоритм работы. Водителю нужно только нажать на педаль газа и смотреть, что происходит на дороге. Довольно часто в пробках, судя по отзывам, коробка передач робота становится незаменимой.Если режим ручной, то водителю будет позволено самостоятельно переключать передачи с пониженной на высшую и наоборот. Управление можно осуществлять с помощью обычного рычага переключения передач.

Актуальность коробки в России

К сожалению, отечественными производителями коробка-робот практически не используется при создании автомобилей. Многие водители не знают, что это такое. Однако в 2015 году было объявлено, что автомобили от ВАЗ, которые относятся к серии Priora, будут оснащаться роботом.Весит такая коробка около 35 кг, и она полностью адаптирована к российским дорогам и погоде. Например, если старая коробка автомат не давал возможности завести машину при температуре ниже 25 градусов, то робот может показать Good работать, даже если эта отметка упадет до -40. Гарантийный срок на роботизированную коробку — 3 года, однако производитель заявил, что средний срок эксплуатации — 10 лет. Так компания хотела добиться возвращения популярности автомобилям серии Priora.

Преимущества

Коробка передач робота получила очень хорошие отзывы.Рассмотрим его основные преимущества. Многие говорят, что удобно, когда коробка имеет все преимущества автомата и механики. Соответственно, человек, работающий с машиной, может получить впечатления от работы автоматической коробки передач. Но при этом ему не стоит переживать, что будет израсходовано слишком много топлива.

Основное преимущество такого редуктора – экономичность. По словам пользователей, конструкция получила программное обеспечение, которое рационально определяет крутящий момент. А если сравнивать с обычным человеком, электроник не нервничает, не устает, не впадает в депрессию, не влияет на него физической нагрузкой.Именно поэтому роботизированная коробка передач стала очень популярной на мировом рынке.

На данный момент такая трансмиссия комплектуется в автомобилях классов А, В, С. Следует отметить, что робот «Тойота Королла» также получил коробку передач. Еще это устройство установлено на немецком автомобиле Volkswagen Amarok. Причем купить этого «немца» в такой комплектации можно как на российском, так и на европейском рынке.

Однако это не исчерпывающий список плюсов, есть еще несколько.Судя по отзывам, эта трансмиссия отличается высокой надежностью. Замена механизмов потребуется только после прохождения пробега в 250 тыс. км. Часто ремонту подлежит сцепление, которое не очень хорошо переносит большие нагрузки, особенно если речь идет о езде по пересеченной местности. Стоимость роботизированной коробки намного меньше стандартной машины. При этом трансмиссия робота очень неприхотлива в обслуживании. Масло – единственное, что необходимо менять каждые 60 тысяч километров.

Весовые характеристики

Вес ящика — довольно важный вопрос. По этому параметру трансмиссия показывает себя лучше, чем автомат, так как она намного легче. Снаряженная масса такого бокса для легковых авто будет не более 50 кг, тогда как вес машины только начинается от этой отметки и достигает 100 кг в максимальных положениях. Соответственно с роботом машина будет легче, то есть амортизаторы, колеса и двигатель не испытывают большой нагрузки.

Недостатки

Мы уже рассмотрели, что такое коробка-автомат, а также обсудили преимущества машины, работающей на таком устройстве. Однако он также имеет свои недостатки. Вы должны узнать, какие из них. Например, главный недостаток – скорость переключения передач. Это может оказать сильное давление на машину, особенно если человек стоит в пробке. Часто автомобиль разгоняется рывками, что больше подходит для спортивной езды. Именно поэтому для всех любителей спокойной езды производители такой коробки передач устанавливают особый режим.И если с этой проблемой можно справиться, то безопасность движения по склонам в таком автомобиле – вопрос достаточно актуальный.

Роботизированная коробка не получает постоянные сигналы от двигателя. Именно поэтому он может часто отключаться, соответственно машина будет скатываться под уклон. Но, к счастью, судя по отзывам, в такую ​​ситуацию мало кто попадал. В общем, с учетом всех отрицательных моментов, эту коробку все же можно назвать одной из лучших.

Роботизированная трансмиссия.Как ездить на роботизированной коробке передач

Любой автолюбитель, сделавший выбор в пользу автомобиля с роботизированной коробкой передач, практически сразу задается вопросом: как управлять роботизированной коробкой передач?

Следует понимать, что роботизированная коробка передач — это, по большому счету, классическая механическая коробка передач, в состав которой входит небольшой электрический блок, управляющий переключением передач и сцеплением.

Такие роботизированные боксы имеют ряд замечательных преимуществ: они надежны, удобны и просты в эксплуатации, а также отличаются низким расходом топлива.

Сегодня почти каждый производитель автомобилей имеет в модельном ряду виды, оснащенные роботизированными коробками передач. При этом любой производитель использует свою уникальную технологию и особое имя.

Итак, чтобы разобраться, как правильно управлять «роботом», и как управляется роботизированная коробка, рассмотрим его подробнее.

Следует понимать, что «робот» — это ветвь в истории эволюции механических коробок передач. Специалисты также называют роботизированные коробки передач гибридом механической коробки передач и автоматической.В связи с тем, что роботизированный механизм, автоматизированный электрическим блоком, стал управляться сервоприводами, некоторые характеристики таких редукторов повысились.

Есть роботизированное управление с ручным режимом. Некоторые типы «роботов» вообще допускают работу в 3 разных режимах: автоматическом, полумеханическом, ручном. В первом случае водителю не нужно вмешиваться в процесс переключения передач. Во втором случае водитель сможет самостоятельно управлять сцеплением.В третьем случае все управление ложится на плечи водителя.

Если вы любите быструю езду и являетесь ярым поклонником драйва, то идеальным вариантом станет выбор «кулачковой» роботизированной коробки передач, так как она является самой быстрой из всех остальных «роботов». Скорость переключения одной передачи составляет около 0,1-0,15 сек. Автомобили с этим типом коробки передач оснащены педалью сцепления, хотя ее использование требуется только для того, чтобы тронуться с места. Далее процесс переключения аналогичен процессу переключения в гоночном мото, то есть без использования сцепления.

Роботизированные коробки оснащены электрическими или гидравлическими муфтами. Для первых в качестве составных элементов выступают электродвигатели или сервомеханизмы. Во втором случае элементами являются гидроцилиндры.

Приводами гидроцилиндров оснащены следующие марки автомобилей: Peugeot, Fiat, Renault, BMW, Volkswagen, Citroen и многие другие марки. На базе электропривода типичными представителями являются: Nissan, Opel, Mitsubishi и другие.

Для полного понимания вопроса о том, как ездить на программах роботизированной коробки, вам потребуется осветить ряд вопросов.

Прогрев роботизированной коробки передач и особенности работы

Многих владельцев данного типа коробок передач, или тех, кто недавно впервые с ними столкнулся, интересует вопрос: нужен ли предварительный прогрев роботизированной коробки передач в условиях низких или экстремально низких температур?

Хотя по заверениям конструкторов и с чисто эксплуатационной точки зрения прогрев данного типа коробки передач не нужен, однако стоит учитывать важный момент- температура масла и как оно ведет себя при низкие температуры…Ведь некоторые виды масел при низких температурах начинают густеть и скапливаться в нижней части редуктора.

Стандартная процедура прогрева заключается в том, чтобы оставить автомобиль включенным на несколько минут и не трогать рычаг селектора на время прогрева. Трогаться при этом лучше плавно и спокойно, избегая рывков и рывков. Следите за оборотами: их уровень должен быть минимум в районе одного километра.

В любом случае подобную процедуру можно и даже рекомендуется проводить в летнее время, что позволит всем элементам трансмиссии и коробки передач получить достаточное количество жидкой смазки.

Такие меры перед непосредственным началом движения сыграют весьма положительную роль в сроке службы любого автомобиля и предотвратят истирание и износ отдельных элементов.

Во избежание преждевременного выхода из строя как составных частей коробок передач, так и трансмиссии в целом, рекомендуется соблюдать ряд особых правил:

  1. Категорически не рекомендуется буксовать при отрицательных температурах. В таких условиях буксы становятся губительными для работоспособности системы в целом и могут привести к раскалибровке.
  2. Также важно избегать заснеженных участков дороги, так как есть определенная вероятность просто застрять, что приведет к нежелательному проскальзыванию.
  3. Лучше не покупать «липучку», а сразу выбрать резину с шипами.
  4. В моменты длительного простоя или когда машина просто «ночует» во дворе вашего дома, лучше оставить ее на передаче со значением «Е». Конечно, при условии, что двигатель выключен.
  5. В случае, когда дорожное покрытие ненадлежащего качества, рекомендуется трогаться без ускорения со второй передачи.

Начинаем правильно: переезжаем на горку, преодолеваем ее и спускаемся

Всем, кто выбрал роботизированную коробку передач, или тем, кто только собирается это сделать, следует учитывать одну важную деталь: часть автомобилей, содержащих он в составе своей трансмиссии часто не оснащен дополнительной функцией помощи при трогании с места на возвышении. Именно поэтому крайне важно научиться самостоятельно передвигаться при движении по наклонной дороге.

Поведение водителя в этой ситуации должно быть похоже на поведение при использовании механической коробки передач, так будет проще тем, кто пересел на «роботов» с «механики».Опишем процесс более подробно: переведите селектор в положение «А», затем плавно и равномерно нажмите на акселератор; при этом медленно снимаем автомобиль с ручника.

Если условия, в которых осуществляется подъем на горку, характеризуются низкими температурами и повышенной влажностью, то вам может понадобиться ручное управление или режим «М1». Важно помнить, чтобы давление на газ было максимально возможным, такая мера предотвратит образование пробуксовочной ситуации.

При наличии в машине гироскопа, при выборе авторежима роботизированная коробка самостоятельно начнет выбирать нужные передачи и, соответственно, переключать их. При условии такого движения переключение будет осуществляться в основном вниз. Опытные водители в зависимости от ситуации могут выбрать функцию «М» при фиксации текущей скорости. В случае, когда водитель решил самостоятельно выбрать скоростной режим, ему рекомендуется выбрать его и соблюдать скорость в диапазоне 2500-5000, не ниже и не выше.Это табу!

Что касается движения под уклон, то тут особо ничего не сделать, кроме как перевести рычаг селектора в положение «А» и выключить ручной тормоз.

Эксплуатация роботизированной коробки передач в городских условиях

Среди специалистов и заядлых автолюбителей распространено мнение, что городские условия вкупе с пробками зачастую негативно сказываются на сроке службы роботизированной коробки передач. Чтобы избежать такого пагубного эффекта, при полной остановке автомобиля рекомендуется установить рычаг селектора в положение «N», затем включить ручной тормоз и заглушить двигатель.В случае, когда стопы носят краткосрочный характер, применение позиции «N» не требуется, можно оставаться в позиции «А».

Также следует учитывать, что в пробках продолжительностью более минуты двигатель, скорее всего, потребуется заглушить.

В общем и целом

Итак, тонкости и нюансы управления роботизированной коробкой передач мы рассмотрели, осталось усвоить несколько полезных правил, которые будут особенно полезны для начинающих и неопытных водителей, в частности для тех, кто сталкивается с роботизированная коробка передач на первое время:

  1. При трогании не стоит давить на газ до упора, если хотите набрать скорость, то глушить надо уверенно, но в то же время равномерно, плавно.
  2. Во избежание рывков и рывков, характерных для роботизированной коробки передач, специалисты и просто заядлые автовладельцы с «роботами» рекомендуют регулярно проводить процесс инициализации в специальных сервисных центрах.
  3. При наборе скорости и особенно интенсивном разгоне рекомендуется применять навыки работы с МКПП (конечно, при условии, что вы ранее ездили на ней самостоятельно).

Также следует помнить и учитывать тот факт, что помимо рассмотренных нами есть еще некоторые дополнительные положения.

Некоторые роботизированные коробки имеют такие режимы, как «зима» или «спорт». Первый режим устроен таким образом, что дает плавность и управляемость при движении по зимней дороге. Второй позволяет переключаться на повышенную передачу при условии высоких оборотов, что делает возможным быстрый разгон.

Заключение

Итак, прежде чем выбрать роботизированную коробку передач в качестве основы для трансмиссии своего будущего автомобиля, внимательно ознакомьтесь с особенностями и тонкостями работы и вождения на ней, чтобы избежать большинства ошибок, допускаемых новичками, а также сохранить все его элементы в целости и сохранности на долгие годы…. Удачи на дороге!

Автомобилисты, решившие приобрести автомобиль с роботизированной коробкой передач, часто задаются вопросом, как ездить с такой системой? В этой статье мы рассмотрим, как пользоваться коробкой-роботом. Автоматическая роботизированная коробка передач, общее название коробки робот – это обычная механическая коробка передач, в которой заключен компактный электронный блок, электронное управление сцеплением и автоматизированное переключение передач. Коробка-робот сочетает в себе надежность, комфорт и топливную экономичность. Сегодня почти все автопроизводители оснащают свои автомобили такими коробками, каждая из которых имеет свой уникальный дизайн и запатентованное название.Что самое интересное, «робот» дешевле классической АКПП.

Роботизированная трансмиссия

Одно из направлений развития механических трансмиссий привело к созданию роботизированной коробки передач, совместившей надежность «механики» с удобством «автомата». За счет того, что всю работу водителя стали выполнять исполнительные механизмы — сервоприводы агрегата, характеристики возросли. Теперь электронный блок сам заботится о переключении передач.Все, что нужно от человека, это установить селектор в нужное положение, как на КПП и наслаждаться ездой.

Имеются роботы с режимом ручного переключения передач. Например, коробка 2-Tronic может работать в трех режимах. Первый – автомат, когда человек вообще не трогает шестерню. Второй – полумеханический, на случай, если водитель захочет самостоятельно управлять сцеплением, например, при обгоне другого автомобиля и при этом находится в автоматическом режиме.Третий режим полностью ручной, где все зависит только от водителя.

Что касается любителей быстрой езды, то им как раз подойдет кулачковая роботизированная коробка передач. Это самая быстрая из всех видов роботизированных коробок, переключать скорости можно за 0,15 секунды. Автомобили с такой коробкой содержат педаль сцепления, но она используется только тогда, когда транспортное средство трогается с места. Далее переключение происходит как в спортбайке — без использования сцепления.

Преселективный редуктор

РКПП

может иметь электрический или гидравлический привод сцепления.В первом варианте «органами» являются сервомеханизмы (электродвигатели). Что касается гидравлики, то здесь все основано на гидроцилиндрах. Такие автопроизводители, как Peugeot, Fiat, Renault, BMW, Volkswagen, Citroen и другие, оснащают свои роботизированные коробки гидравлическим приводом. Что касается электропривода, то с ним работают компании: Ford, Opel, Nissan, Toyota, Mitsubishi. Другие компании корейских производителей пока не решаются внедрять роботов из-за сложности конструкции и обслуживания.

Принцип работы роботизированной коробки передач

РКПП имеет тот же принцип работы, что и механическая трансмиссия… У нее те же три вала: ведомый, промежуточный и ведущий, те же шестерни и передаточные числа… Как было сказано выше, роботы управляются сервоприводами, иначе как исполнительными механизмами. Эти устройства входят и разъединяют шестерни валов, а также соединяют и разъединяют коробку с маховиком двигателя. Управление процессом взял на себя электронный блок, который подает команды на гидропривод или электродвигатель. На основании сигналов от входных датчиков блок формирует алгоритм управления, зависящий от внешних условий, и реализует его через исполнительные механизмы.Водителю остается только переключать ее подрулевым селектором передач.

Автоматическая коробка передач с гидротрансформатором

Роботизированные коробки передач с двойным сцеплением

Поскольку в первых коробках роботов время переключения сцепления медленное (до 2 с), приводящее к зависаниям и рывкам в динамике, было решено устранить проблему путем создания роботизированной коробки передач с двойным сцепление, которое переводит скорости, не прерывая поток мощности. Технология зародилась в конце 80-х годов прошлого века.Суть в том, что два сцепления работают попеременно, а не оба сразу. Вместе с двойным сцеплением коробки преселекции содержат еще два первичных вала.

Алгоритм следующий — пока активна первая передача, стартовый сигнал идет на вторую. Таким образом, крутящий момент передается сначала на приводной вал, а следующий ожидает своей очереди, будучи уже включенным через второй входной вал, но еще отсоединенным от приводного вала. Таким образом, время переключения сокращается до минимума, чего нельзя сделать на МКПП с ручным управлением.Благодаря устройству работы двух сцеплений ход автомобиля плавный и мягкий, однако по конструкции такое устройство достаточно сложное и его обслуживание может быть дорогим. Такое техническое решение можно наблюдать на коробках DSG, S-Tronic, SMG и DCT M Drivelogic, которые обычно стоят в спортивных автомобилях BMW.

Вам нужно прогреть коробку?

Перейдем к рассмотрению вопроса, как ездить на роботе с точки зрения эксплуатации.Многих волнует вопрос, требуется ли прогревать МКПП зимой? На самом деле робота не нужно прогревать, но что ж, думаем, лишним не будет. Потому что при застое масло в коробке стекает и под воздействием мороза густеет. Чтобы прогреть его для нормальной работы, нужно просто постоять несколько минут при работающем двигателе, при этом селектор переводить не нужно. Затем нужно тронуться с места плавно, двигаясь ровно без рывков с минимальными оборотами, надо проехать около километра.

Летом достаточно одной минуты, чтобы масло распространилось по системе. Если не прогревать машину, масло может плохо смазывать подшипник, а это вызовет неполное сплющивание диска, корзины и трения с последующим перегревом.

Несколько полезных советов:


Начало движения в гору, его преодоление, спуск

Некоторые автомобили с МКПП не оснащены функцией помощи при трогании на подъеме, по этой причине вам самим нужно научиться правильно двигаться в таких ситуациях.С коробкой роботу нужно вести себя так же, как и с МКПП. Ставим селектор в режим «А» и медленно нажимаем на акселератор, попутно снимая автомобиль со стояночного тормоза. Это поможет предотвратить скатывание автомобиля назад. Перед этим желательно потренироваться, чтобы почувствовать и понять, в какой момент сцепление начало включаться и его можно снимать с ручника.

Если вам нужно подняться в гору зимой, то лучше перейти на ручное управление, установив первую передачу или режим «М1».Помните, что давление газа должно быть максимальным, это не вызовет буксования. При наличии в машине гироскопа автоматический режим берется на подъеме, коробка начнет сама переключаться на нужные передачи. Робот сам определяет положение и начинает переключать скорости — в основном на пониженные. В зависимости от ситуации можно переключить рычаг в режим «М» и зафиксировать текущую скорость. Когда скорость вас не устраивает, вы можете выбрать необходимую, при этом не стоит снижать обороты ниже 2500 и превышать 5000.Во время спуска ничего делать не нужно, достаточно будет просто поставить селектор в режим «А» и снять с ручника.

Схема МКПП

Городские условия/остановка, стоянка

Есть мнения, что коробка-робот хуже уживается в городе с пробками, и это сокращает срок ее службы. Совет: после полной остановки автомобиля селектор необходимо установить в нейтральное положение «N», поставить на ручник и затем заглушить двигатель.Если стопы короткие, то переводить селектор в нейтральный режим не нужно, вы находитесь в положении «А». Так как сцепление остается выжатым при остановке, в пробке или на светофоре с задержкой более минуты лучше заглушить двигатель.

Другие режимы

Имеются дополнительные приложения систем, помимо рассмотренных основных. Так, некоторые роботизированные боксы оснащены позицией — спорт и зима, другое название «снежинка». Режим «Снежинка» нужен для создания плавности хода на скользкой дороге.Он обеспечивает движение, плавно переходя со второй передачи на повышенную скорость.
Положение «спорт» обеспечивает переключение на более высокие передачи при высоких оборотах, что обеспечивает быстрое ускорение.

Машина с коробкой роботом

Мы рассмотрели, как правильно управлять роботизированной коробкой передач, теперь дадим несколько практических советов:

  1. На старте не следует выжимать газ, когда необходимо увеличить скорость, педаль нужно нажимать уверенно, но плавно.
  2. Инициализировать лучше в сервисном центре несколько раз в год — это сведет к минимуму подергивания и рывки.
  3. Во время разгона следовать логике МКПП.

Что такое роботизированный контрольно-пропускной пункт? Роботизированная трансмиссия (другое название — автоматизированная трансмиссия , обиходное название — робот-коробка ) — механическая трансмиссия, в которой автоматизированы функции выключения сцепления и переключения передач. Автоматизация этих функций стала возможной благодаря использованию электронных компонентов в управлении коробкой.

Роботизированная коробка передач сочетает в себе комфорт, надежность и топливную экономичность механической коробки передач. При этом «робот» по большей части намного дешевле классической АКПП.

В настоящее время практически все ведущие автопроизводители оснащают свои автомобили роботизированными коробками передач. Все коробки имеют собственные фирменные названия и различаются по дизайну.

При этом можно выделить следующие общие. Устройство роботизированной коробки передач :

  • сцепление;
  • Механическая коробка передач;
  • сцепление и шестерня привода;
  • Система управления
  • .

Ящики для роботов могут иметь электрическое или гидравлическое сцепление и шестеренчатый привод … В электроприводе исполнительными органами являются сервомеханизмы (электродвигатели). Гидравлический привод осуществляется с помощью гидроцилиндров. В зависимости от типа привода роботизированные коробки передач имеют устоявшиеся названия:

  • Редукторы собственно роботизированные ( электропривод) ;
  • секвентальные коробки передач ( гидропривод ).

Название «секвентальная» коробка произошло от sequensum — последовательность, означающая последовательное переключение передач в ручном режиме.

Во многих источниках информации коробки передач имеют одно общее название — роботизированные.

Муфты и шестерни электропривода имеют следующие конструкции редукторов:

  • Easytronic от Opel;
  • MultiMode от Toyota.

Значительно больше конструкций «роботов» имеют гидравлический привод :

  • SMG , DCT M Drivelogic от BMW;
  • DSG от Volkswagen;
  • S-Tronic от Audi;
  • Senso Drive от Ситроен;
  • 2-Tronic от Peugeot;
  • Dualogic от Fiat.

Система управления роботизированной коробкой передач включает следующие конструктивные элементы:

  • входные датчики;
  • электронный блок управления
  • ;
  • актуаторы коробки передач.

В роботизированных боксах с гидроприводом в систему управления также входит блок управления гидросистемой , обеспечивающий непосредственное управление гидроцилиндрами и давлением в системе.

Принцип работы роботизированной коробки передач заключается в следующем: на основе сигналов входных датчиков электронный блок управления формирует алгоритм управления коробкой в ​​зависимости от внешних условий и реализует его через исполнительные устройства.По команде электронного блока управления гидроцилиндры (или электродвигатели) в нужный момент размыкают и замыкают сцепление, а также включают подходящую передачу. С помощью селектора водитель лишь устанавливает нужный режим работы робота: например, вперед или назад.

На всех роботизированных коробках предусмотрен режим ручного переключения передач, аналог. Например, коробка 2-Tronic способна работать в трех режимах. Первый полностью автоматический. В этом случае водитель может вообще не думать о переключении передач и ехать как на обычном «автомате».Второй – так называемый полумеханический, который включается, если водитель решает сам переключить передачу с помощью подрулевых лепестков, не выходя из автоматического режима. Такая ситуация возникает, например, при обгоне, когда необходимо срочно переключиться «вниз». Если же резкого разгона не произошло или после возврата в обычный режим движения, через некоторое время коробка вернется в автоматический режим. Третий вариант КПП полностью ручной. Выбор передачи лежит только на водителе, однако и здесь не все в его силах — при достижении максимальной скорости компьютер даст команду на переход на следующую ступень.

Основным недостатком первых роботизированных коробок передач было большое время переключения передач (до 2 с), что приводило к провалам и рывкам в динамике автомобиля и снижало комфортность управления транспортным средством… Решение этой проблемы было нашли в использовании коробки передач с двумя сцеплениями, что обеспечивало переключение передач без прерывания потока мощности.

Весь алгоритм работы коробки с двумя сцеплениями сводится к тому, что пока работает первая передача, вторая уже ждет включения второй передачи, и как только блок управления дает команду , включается второе сцепление, внешний входной вал и вторая передача.Дальше по накатанной ждет сигнала третья передача и т.д. Время переключения сведено к минимуму, даже водитель не может так быстро переключать МКПП.

Данное техническое решение реализовано в коробках передач DSG, S-Tronic (время переключения 0,2-0,4 с), а также коробках передач SMG и DCT M Drivelogic (время переключения 0,1 с), устанавливаемых на спортивные автомобили BMW.

В настоящее время наиболее распространенными и технически совершенными являются роботизированные коробки передач DSG и S-Tronic.Коробка S-Tronic аналогична коробкам DSG, но в отличие от нее устанавливается на задне- и полноприводные автомобили… www.systemsauto.ru

На современных автомобилях используется несколько типов коробок передач — механическая, автоматическая, вариаторная. МКПП отличается надежностью, но требует от водителя навыков вождения. Автомат гораздо проще в управлении, но более «капризен» в техническом плане. Недавно конструкторы выпустили еще один тип коробки передач – роботизированный.В ней постарались совместить надежность «механики» с удобством «автомата». И у них это получилось — все больше автопроизводителей оснащают свои автомобили роботизированной коробкой передач.

Немного об устройстве

Суть такой коробки довольно проста — есть механическая коробка передач и ее электронный блок управления. В МКПП все функции, которые водитель должен был выполнять с механической коробкой (выжимание сцепления, перевод рычага КПП в нужное положение) выполняют исполнительные механизмы – сервоприводы электронного блока.

Благодаря этому повысилась надежность коробки передач за счет использования классической «механики» и повысилось удобство ее использования. Водителю достаточно перевести селектор в нужное положение (как в АКПП) и наслаждаться ездой, а за переключение передач позаботится электронный блок.

При всем при этом многие роботизированные коробки оснащены еще и ручным управлением, что позволяет водителю управлять коробкой самостоятельно, с той лишь разницей, что нет необходимости выжимать сцепление.

Функции управления

МКПП получила некоторые режимы работы от, а именно:

  • «N» — нейтральный. Режим, при котором крутящий момент не передается на колеса от коробки передач. То есть двигатель работает, вращение передается на коробку, но из-за положения шестерен не передается на колеса. Применяется при длительной стоянке автомобиля, перед началом движения, после остановки;
  • «R» — движение задним ходом . Здесь все просто, водитель переводит селектор в это положение и машина движется назад.

Другие режимы роботизированной коробки имеют свое обозначение:

  • «А/М» или «Э/М» — движение вперед. Этот режим соответствует режиму «D» автоматической коробки, то есть автомобиль движется вперед, а коробка передач переключает передачи. В режиме «М» осуществляется ручное управление. Перемещением селектора в определенный слот выбирается необходимый режим;
  • «+», «-» — селектор передач. Кратковременные переводы селектора в сторону «+» или «-» обеспечивают переключение передач в режиме ручного управления «М».

Вам нужно прогреть бокс?

Вроде бы все просто, и в управлении такой коробкой нет ничего сложного — достаточно перевести селектор в нужное положение и начать движение. И еще, вы должны знать, как управлять коробкой-роботом, чтобы она работала без проблем.

Начнем с интересного вопроса — нужно ли прогревать КПП перед поездкой зимой? Для АКПП в зимний период прогрев обязателен и осуществляется кратковременным переводом селектора во все положения.

Роботизированная коробка, по сути, механическая и не требует прогрева. И все же зимой перед началом движения МКПП надо прогревать, хотя это не совсем прогрев. При стоянке масло в коробке стекает и густеет из-за мороза. Поэтому рекомендуется зимой после запуска двигателя давать время, чтобы масло скорее не прогревалось, а просто растекалось по элементам коробки, уменьшая трение между ними. Достаточно просто постоять пару минут с работающим двигателем, при этом селектор не нужно переключать в разные режимы, достаточно держать его в положении «N».После этого необходимо начать движение плавно, без резких рывков и проехать не менее 1 км, чтобы масло полностью прогрелось.

Начало подъема, его преодоление, спуск

Многие автомобили с МКПП не оборудованы системой помощи при старте в гору, поэтому водителю самому необходимо научиться правильно начинать движение. При начале лазания с роботизированной коробкой необходимо поступить так же, как и с «механикой». Для начала движения селектор переводится в режим «А», плавно нажимается акселератор и одновременно автомобиль снимается со стояночного тормоза.Это действие предотвратит скатывание автомобиля назад. Одновременно давить на газ и снимать с ручника, следует потренироваться, чтобы водитель чувствовал работу двигателя и понимал, когда сцепление начинает включаться и его можно снимать с ручника.

При начале движения в гору зимой лучше использовать ручной режим, выставив при этом первую передачу. Не нужно сильно разгоняться, чтобы не было пробуксовки колес.

При движении в гору с выбранным автоматическим режимом коробка автоматически начнет переключаться на пониженные передачи, что вполне логично, ведь на повышенных оборотах легче преодолевать подъем.Такая коробка передач оснащена гироскопом, определяющим положение автомобиля, и если датчик указывает на подъем, то коробка передач будет работать соответственно. Также можно передвигаться в ручном режиме, зафиксировав определенную передачу. Важно понимать, что МКПП не даст двигаться в тесноте, поэтому при подъеме обороты двигателя должны быть не менее 2500 об/мин.

При спуске от водителя не требуется никаких действий. Достаточно перевести селектор в положение «А» и снять ручник.В этом случае автомобиль будет осуществлять торможение двигателем.

Остановка, парковка

И третий важный вопрос — правильность парковки и остановки. После полной остановки автомобиля селектор необходимо перевести в нейтральное положение «N», поставить на ручник и затем заглушить двигатель. При коротких остановках перевод селектора в нейтраль не нужен, вполне можно оставаться в режиме «А». Но следует учитывать, что при остановке сцепление остается выжатым.Поэтому в пробке или на светофоре, когда остановка задерживается, все равно следует переходить на нейтраль.

Другие режимы

Это основные правила работы с роботизированной коробкой. Но есть и другие особенности, например, некоторые МКПП имеют дополненные режимы — спорт и зима, так называемая «снежинка».

«Снежинка» направлен на то, чтобы начать движение по обледенелой дороге максимально плавно и без пробуксовок. Все, что он делает, это гарантирует, что движение начинается сразу со второй передачи и более плавно переключается на более высокую передачу.

В спортивном режиме происходит переключение на более высокую передачу при более высоких оборотах, чем в обычном режиме. Это позволяет быстрее разгоняться. То есть, если в обычном режиме переход на 2-ю передачу производился, например, при 2500 об/мин, то в режиме «спорт» этот переход будет осуществляться при 3000 об/мин.

Теперь о возможности переключения с автоматического режима на ручной и обратно во время движения. Роботизированная коробка позволяет сделать это без особых проблем. Также допускается самостоятельное понижение или повышение передачи для изменения скорости движения.Но следует учитывать, что электронный блок не передаст полное управление коробкой, он будет постоянно следить за работой.

Поэтому, если водитель решит ехать, например, на две передачи вниз, то это сделает электронный блок, но при этом он будет контролировать обороты двигателя и если они не соответствуют выбранной передаче, то электроника самостоятельно выполнить переход на допустимую передачу — сработает так называемая «защита от дурака».

Здесь все просто — электронный блок запрограммирован так, что каждой передаче соответствует определенный диапазон оборотов двигателя.И если выбранная вручную передача соответствует своему диапазону, то коробка переключится, а если нет, то включит нужную скорость.

Такая коробка «не терпит» резких нажатий на педаль газа, поэтому лучше ездить в спокойном режиме. Даже если вам нужно ускориться, лучше нажимать на акселератор плавно, при этом стоит перейти в ручной режим. А при торможении должно быть наоборот — переходить в автоматический режим.

Особенностью МКПП является наличие небольших толчков при переключении передач.Избавиться от них можно достаточно просто – при переключении передач сбавьте обороты двигателя, то есть действуйте по аналогии с обычной механической коробкой передач.

Наличие ручного режима позволяет даже выполнить «раскачивающийся» выход на случай, если машина застрянет в сугробе. Но в то же время на пользу КПП это не пойдет, так как на ручной КПП проскальзывать не рекомендуется, это может привести к раскалибровке исполнительных механизмов. Поэтому вытащить застрявший автомобиль все же лучше с помощью посторонней помощи.

Обязательна инициализация и диагностика состояния МКПП при каждом ТО, что устранит все на ранней стадии.

Есть и другие мелкие особенности этих коробок, которые зависят от производителя. Их лучше сразу задавать, чтобы в дальнейшем не возникало недоразумений с работой роботизированной коробки.

Роботизированная коробка передач (МКПП) и ее работа

Помимо автоматических и механических коробок, есть и другие типы, одинаково используемые в автомобилях.Такова роботизированная коробка передач. В простонародье его часто называют ящиком-роботом. Это устройство сочетает в себе механические и автоматические функции под одним корпусом. В частности, на РКПП автоматизированы функции МКПП и выключения сцепления.

Таким образом, эта ручная коробка, получив «информацию» от водителя, и, в зависимости от условий движения, начинает автоматически управляться специальным электронным блоком. Эта коробка передач вобрала в себя лучшие характеристики автоматических и механических коробок передач, в том числе экономичный расход топлива, простоту управления и надежность в эксплуатации.

Кроме того, роботизированная коробка по цене более доступна, чем автоматический аналог. В последнее время такая коробка очень популярна не только у производителей, но и у автолюбителей.

Конструкция МКПП

Эту коробку еще называют полуавтоматической. И хотя роботизированные коробки передач различны по своему устройству, можно выделить основные их элементы. Это наличие механической коробки передач, сцепления, привода к нему, самой передачи и блока управления. Основой устройства РКПП является механическая коробка передач.

Привод на редукторе гидравлический или электрический. Электропривод основан на работе сервомеханизмов. А в гидроприводе ведущую роль играют гидроцилиндры. В первом случае у нас нет энергопотребления и ниже скорость. Во втором случае необходимо поддерживать заданную величину давления, следовательно, возрастает расход энергии.

Роботизированная коробка передач с электроприводом используется в недорогих моделях автомобилей, а с гидроприводом — в дорогих и даже спортивных автомобилях.И это вполне естественно. Действительно, при использовании гидравлического привода замечается высокая скорость переключения передач. Система управления РКПП электронная и управляет датчиками и другими устройствами.

Рекомендуемая статья: Типтроник: что это такое?

Выполнение работы МКПП

Феррари Калифорния имеет семиступенчатую роботизированную коробку «F1 DCT»

В машине рычаг КПП расположен рядом с рычагом МКПП, но переключение производится вперед-назад.А в спортивных автомобилях рычаг скорости заменен двумя педалями. При нажатии на одну из них скорость увеличивается, а при нажатии на другую — уменьшается.

Принцип работы роботизированной коробки передач не сложен, он сочетает в себе механику и автоматику. Как только произошло переключение передач и нажатие на педаль акселератора, сигнал передается на блок управления. Коробка передач начинает выдавать информацию о требуемой скорости и текущей скорости. В свою очередь блок подбирает оптимальное значение скорости и нужный момент, когда его нужно переключить.

Благодаря этому происходит синхронная работа всех элементов устройства. Именно системный блок управляет работой гидромеханики, а именно включает и размыкает сцепление. Весь этот процесс незаметен для водителя, так как все процессы совпадают с движением ручки КПП.

Так как электроника быстро реагирует на действия водителя и дорожную обстановку, то выключение сцепления осуществляется автоматически без его участия. Для парковки выберите заднюю или нейтральную передачу, нужно нажать обе педали, а затем выбрать нужное положение рукоятки согласно выбранному варианту.

Сцепка в автомобиле с механической коробкой передач в основном необходима для начала движения транспортного средства. Для того чтобы добиться быстрого изменения скорости, необходимо прекратить нажатие на педаль газа и установить ручку управления скоростью в нужное положение.

Устройство и схема Механическая коробка передач

Механическая коробка передач состоит из определенных узлов. Условно схема роботизированной коробки передач выглядит следующим образом. Обычная механическая коробка передач, приводы, система управления и внешние датчики.Стоит отметить, что работа МКПП совсем не похожа на работу автоматической коробки. Это больше можно сравнить с работой механиков с элементами автоматики.

Рекомендуемый артикул: Топливный насос (ТНВД) ВАЗ 2109 (карбюратор) и его замена

Рассмотрим устройство роботизированной коробки передач. Она имеет два ведущих вала, один находится в полости другого. Внешний вал имеет шестерни для четных передач, а внутренний вал имеет шестерни для четных передач. Оба вала имеют сцепление.Приводы представляют собой электрические и гидравлические приводы, подробно рассмотренные выше.

Основным элементом РКПП является блок управления, оснащенный мощным процессором. Внешние датчики подключаются к нему через специальные порты. Также чаще всего автомобили оснащаются бортовыми компьютерами, которые также подключаются к системе управления. Система управления имеет память и определенные алгоритмы работы, которые успешно обрабатывают поступающие на них сигналы и управляют коробкой передач и переключением передач.

А вот и видео о том, как правильно пользоваться коробкой-роботом:

Как определить редукторы для систем управления движением

Редукторы можно использовать для точной настройки рабочих характеристик оси движения. Их чаще всего считают множителями крутящего момента, но на самом деле они выполняют несколько других функций, включая согласование скорости, уменьшение инерции и увеличение разрешения. Правильный выбор редуктора для серводвигателя или шагового двигателя включает в себя учет параметров машины, требований применения, условий окружающей среды, механических факторов и, конечно же, бюджета.Здесь мы рассмотрим процесс расчета и выбора редуктора для сервопривода или шагового двигателя с прицелом на достижение требуемой производительности по цене, которая не сломит банк.

Зачем использовать коробки передач?

Зубчатая передача может играть несколько ролей в системах движения. Начнем с рассмотрения передаточного числа G, , которое определяется как:

 

G = D 2 / D 1

Если мы присоединим двигатель с крутящим моментом t 1 и входной скоростью w 1 , выход редуктора будет

т 2 = т 1 Г

с 2 = с 1 / N

Другими словами, коробка передач действует как усилитель крутящего момента и редуктор.Увеличение крутящего момента позволяет управлять системой с двигателем гораздо меньшего размера, экономя деньги и пространство.

В некоторых случаях роль редуктора как редуктора скорости так же важна, как и его функция мультипликатора крутящего момента. Рост кристаллов, например, требует постепенного подъема були из барабана, содержащего расплав. Чтобы кристалл оставался как можно более круглым, гладким и однородным, всю сборку нужно вращать очень постепенно, со скоростью 15° в час.

Сервосистема обеспечивает жесткий контроль угловой скорости, но обычно серводвигатели не работают хорошо или создают большой крутящий момент на малых скоростях. Добавление редуктора позволяет серводвигателю работать с оптимальной скоростью с точки зрения управления, при этом создавая небольшой крутящий момент, который увеличивается до требуемых уровней за счет передаточного отношения.

Редукторы

также очень полезны для согласования инерции. Недостаточно, чтобы двигатель мог запустить нагрузку; он также должен контролировать и замедлять его.Если инерция нагрузки намного выше, чем у двигателя, ось не сможет позиционировать нагрузку в нужном месте и за требуемое время, что повлияет на производительность. Здесь коробка передач может помочь.

Увеличивая крутящий момент двигателя, редуктор также эффективно масштабирует способность двигателя управлять нагрузкой. Инерция, отраженная от нагрузки, Дж R масштабируется передаточным числом как:

J R = J L / G 2 + J G

, где J G — инерция редуктора.

Коробка передач масштабирует отраженную инерцию обратно пропорционально квадрату передаточного числа. Это свойство позволяет меньшему двигателю эффективно управлять большей нагрузкой. Этот подход экономит деньги, уменьшает размер и повышает производительность. Однако важно помнить, что коробка передач вносит свой вклад в общую инерцию.

Передаточное число также увеличивает разрешающую способность шагового двигателя. «Шаги уменьшаются непосредственно за счет передаточного числа редукторов», — говорит Брайен Шири, технический директор CGI Gear (Карсон-Сити, Невада).«У вас есть разрешение, которое намного лучше на выходном валу в редукторе».

Другим менее ценным преимуществом редукторов является то, что они могут снизить шум при работе в сервосистемах. «Существует ошибочное мнение, что серворедукторы громкие, — говорит Джо Шнайдер, руководитель группы разработки приложений в Wittenstein (Бартлетт, Иллинойс). «Тем не менее, двигатель сам создает много этого шума. Особенно когда он работает с более высокой нагрузкой, вы начинаете слышать шум обмотки. Если коробка передач имеет правильный размер, шум снижается, потому что вы не так сильно нагружаете двигатель.Коробка передач работает».

Коробки передач

требуют некоторых компромиссов. Они увеличивают размер и вес системы, хотя это может быть в некоторой степени компенсировано сопутствующим уменьшением размера двигателя. Они увеличивают стоимость, хотя комбинация двигатель/редуктор может быть дешевле, чем более крупный двигатель. В любом случае редукторы усложняют систему и создают точки отказа. Они увеличивают задачи обслуживания и мониторинга. Последние проблемы можно в значительной степени смягчить, правильно указав редуктор для приложения.Давайте посмотрим, как это сделать.

Сбор требований к приложениям

Выбор редуктора для системы управления перемещением требует гораздо большего, чем просто данные о крутящем моменте или скорости. Прежде чем искать в Интернете или звонить по телефону, чтобы позвонить поставщику, соберите подробное описание приложения с максимально возможной технической информацией.

Ключевые параметры включают:

  • Инерция нагрузки: Воспользуйтесь преимуществами навыков вашего поставщика.Большинство производителей предлагают программное обеспечение для определения размеров, некоторые из которых весьма сложны. Работайте с инженерами по приложениям, отправляя им визуализацию вашей системы в САПР и любую другую доступную информацию.
  • Профиль движения: Детализируйте полный профиль движения, включая время разгона ( t acc ), время непрерывной работы ( t cont ), время замедления ( t dec 9133 ( t выжидать ).С их помощью можно определить:
  • Максимальная непрерывная скорость (N co n t ): Рассчитайте максимальную непрерывную скорость, необходимую для цикла движения, поскольку она будет использоваться для определения передаточного числа.
  • Рабочий цикл: Определяет количество времени в каждом цикле, затрачиваемом на перемещение, а не на проживание. Его можно использовать для определения типа происходящего движения, что поможет определить масштабные коэффициенты, используемые в процессе определения размера.
  • Компоновка: Хотя большинство приложений могут обслуживаться несколькими типами редукторов, конфигурации и ограничения по пространству для некоторых приложений требуют определенных форм-факторов; например, прямоугольный редуктор в системе рулевого управления AGV.
  • Экологические проблемы: К ним относятся температура, давление, влажность, загрязнение и т. д.

Определение крутящего момента

Приведенные выше параметры можно использовать для расчета:

  • Ускоряющий момент ( T по )
  • Непрерывный крутящий момент ( T продолжение )
  • Момент торможения ( T dec )
  • Момент выдержки ( T выдержка )

Мы будем использовать эти два набора данных для определения среднекубического выходного крутящего момента и использовать его для расчета передаточного отношения, необходимого для приложения.

Коробке передач недостаточно крутящего момента, чтобы управлять нагрузкой. Он также должен соответствовать требованиям срока службы приложения. Усталость материала является одним из наиболее распространенных видов отказа редукторов. Для редуктора неправильного размера повторяющиеся нагрузки могут привести к поломке и деформации зубьев или к дефектам подшипников. Оборудование работает неэффективно и преждевременно (а иногда и катастрофически) выходит из строя. Чтобы свести к минимуму эти проблемы, производители используют стресс-тесты для определения предела прочности при растяжении (точка разрушения), предела текучести (точка необратимого повреждения) и предела выносливости (максимальное напряжение, которое может быть приложено в течение неограниченного количества циклов без повреждения) материала редуктора.Эти данные служат основой для номинальных характеристик коробки передач.

Определенные условия, такие как интенсивная эксплуатация, высокие ударные нагрузки и экстремальные температуры, могут усилить нагрузку на коробку передач. В результате при определенных обстоятельствах (например, с учетом коэффициента эксплуатации и коэффициента применения) номинальные характеристики редукторов снижаются. Это происходит чаще для осей с непрерывным режимом работы, чем для систем с повторно-кратковременным режимом работы, но иногда этот метод все же применяется.

Определение размера редуктора для одной оси в простой конфигурации может быть простым, но для сложных многоосевых систем процесс в спешке усложняется.Здесь мы рассмотрим основы.

Начните с определения рабочего цикла D , чтобы убедиться, что система работает прерывисто. Мы определяем рабочий цикл как

Движение считается прерывистым, если рабочий цикл меньше 60% и сумма t акк , t прод , t dec меньше 20 минут. Редукторы для прерывистого применения обычно не требуют снижения номинальных характеристик для устранения тепловых факторов, потому что характер движения «старт-стоп» дает время для рассеивания тепла в каждом цикле.

Движение считается непрерывным, если рабочий цикл составляет 60 % или больше. Эти системы должны быть снижены, чтобы компенсировать накопление тепла.

Вычислите выходной крутящий момент по кубу среднеквадратичного значения (T означает ):

Просмотрите потенциальные редукторы и найдите тот, который может обеспечить следующие характеристики:

T среднее T номр

t в соотв. и t dec t в соотв.

, где T номр — номинальный номинальный крутящий момент и номинальное ускорение.

 

Рассчитать максимально допустимое передаточное отношение G макс. с использованием

G макс. = N макс. / N продолжение

, где N maxr — максимальная номинальная входная скорость для редуктора-кандидата.

Мы можем рассчитать среднюю входную скорость N среднюю и максимальную входную скорость N макси , используя

N макси = G N продолжение

Дважды проверьте, что все рабочие скорости и ускорения находятся в пределах номинальных скоростей и ускорений.Кроме того, редукторы для серво/шаговых осей, работающих с непрерывным или прерывистым движением, должны быть снижены на температурный коэффициент K T и/или коэффициент ударной нагрузки K S , как показано в таблице ниже 1 :

Таблица 1: Рекомендации по снижению номинальных характеристик для непрерывного и прерывистого движения

 

Непрерывное движение

Прерывистое движение

Коэффициент выбора

К Т , К С

К С

Рассчитать

T означает K T K S

T среднее K S

Подтвердить

T номр > T средний K T K S

T номр > T среднее K S

Предоставлено Parker Bayside

Также важно определить момент остановки E и убедиться, что коробка передач может его выдержать.Немедленная остановка может привести к столкновению зубов и, в худшем случае, к их поломке. «Вы должны принять во внимание аварию или аварийную ситуацию», — говорит Джейсон Хейл, инженер по продажам в Nabtesco Motion Control (Фармингтон-Хиллз, Мичиган). «Может ли коробка передач справиться с грузом, движущимся с нужной вам скоростью, а затем остановиться в любой момент? Или это повредит коробку передач? Вам нужно увеличить размер? Сейчас самое время это проверить».

Подтвердите, что редуктор выдерживает соответствующие нагрузки.Убедитесь, что операторы понимают, что эту функцию следует использовать только в аварийной ситуации, а не в качестве стопорного механизма во время нормальной работы.

Каковы механические соображения?

Следующим шагом является проверка механической конструкции, чтобы убедиться, что двигатель и редуктор правильно поддерживаются. Может возникнуть соблазн установить двигатель на редуктор вместо того, чтобы изолировать радиальные и осевые нагрузки с помощью внешней опоры подшипника. Это может обеспечить кратковременную экономию, но, скорее всего, приведет к преждевременному выходу из строя редуктора.

В некоторых случаях моментная нагрузка может быть приложена приводом, таким как ремень и шкив или зубчатая рейка. «Эти типы применения создают заметную боковую нагрузку на выходной вал редуктора», — говорит Шири. «Если вы полагаетесь на подшипники редуктора, чтобы выдержать это, то вам, безусловно, нужно подобрать размер редуктора так, чтобы он мог выдерживать эту нагрузку. Это может быть причиной увеличения размера редуктора, даже если он не требует большого крутящего момента».

Как правило, размеры корпуса двигателя и редуктора должны совпадать.Попытка установить двигатель с рамой 75 на редуктор с рамой 34 приведет к возникновению опасной моментной нагрузки на переднюю поверхность редуктора, тем более что узлы обычно крепятся четырьмя болтами.

 

Учитывать требования к точности

Хотя каждое приложение отличается, в системах управления движением обычно используются прямозубые, червячные, планетарные передачи или один из других более сложных высокопроизводительных редукторов.

«Для подавляющего большинства наших приложений мы используем серводвигатели или шаговые двигатели, — говорит Уолли Логан, вице-президент по проектированию компании Motion Solutions (Алиса Вьехо, Калифорния).«Для шаговых двигателей мы обычно сначала используем цилиндрический редуктор, а затем, если необходимо, переходим на планетарный редуктор. Для сервоприложений мы обычно пойдем другим путем. Обычно мы используем планетарный редуктор, и по какой-то причине мы не можем использовать цилиндрический редуктор. Для очень высокотехнологичных приложений или приложений с жесткими ограничениями по компоновке мы иногда используем редукторы с гармоническим приводом».

Шестерням необходим некоторый конечный зазор между зубьями соответствующих шестерен, чтобы смазка могла проникать между ними.Когда входной вал или шестерня начинают вращаться, фактическое движение выходного вала или шестерни не может произойти до тех пор, пока не будет заполнен этот зазор. В результате каждая стандартная коробка передач имеет некоторую конечную величину люфта, который является основной причиной потери движения.

Планетарная коробка передач

in Applications: Torque, Speed, Force от WITTENSTEIN в Северной Америке на Vimeo.

Величина люфта зависит от профиля зуба, конструкции редуктора и качества изготовления.Цилиндрические шестерни, которые являются линейными и контактируют по всей длине зубьев шестерни одновременно, требуют наибольшего зазора и имеют наибольший люфт. Косозубые зубчатые колеса, в которых зубья имеют спиральный профиль по всей своей длине, так что процесс зацепления происходит более плавно, демонстрируют меньшие уровни люфта.

Что касается конструкции редуктора, планетарные редукторы имеют очень хорошие характеристики люфта. Планетарный редуктор состоит из центральной солнечной шестерни, окруженной тремя или более вращающимися «планетарными» шестернями, окруженными зубчатым венцом (см.Увеличенная площадь контакта повышает устойчивость. Высококачественные планетарные редукторы могут достигать люфта порядка угловых минут. Они очень эффективны и обеспечивают хороший уровень передачи мощности. Все эти факторы делают их чрезвычайно популярными для использования с сервоприводами, сервоприводами и шаговыми двигателями.

Принципы проектирования планетарных редукторов от WITTENSTEIN в Северной Америке на Vimeo.

Следующим шагом вверх по лестнице производительности является циклоидальный редуктор.Циклоидные редукторы построены вокруг пары расположенных бок о бок эллиптических пластин, окруженных зубчатым венцом. Пластины вращаются по циклоидальной траектории, чередуясь, так что одна из пластин все время находится в зацеплении с зубчатым венцом. В результате эти редукторы демонстрируют люфт от 0,3 до 0,5 угловых минут при испытании при полной нагрузке.

Циклоидные редукторы лучше всего подходят для приложений с высокими нагрузками и жесткими требованиями к позиционированию, таких как системы управления спутниковой антенной или делительные столы для роботизированной сварки.В частности, в случае индексных столов циклоидальные редукторы имеют преимущества. Червячные передачи, например, настроены на опережение на заданное число градусов на индекс, определяемое количеством пусков червячной передачи. Конструкция циклоидального редуктора обеспечивает непрерывное позиционирование.

Для высокопроизводительных приложений, требующих высокого крутящего момента в наименьшем и легком корпусе, Logan указывает на гармонические приводы. «Определенно, для их использования требуется немного больше инженерных разработок, особенно если вы собираетесь спроектировать механизм для индивидуального применения, а не просто использовать готовый редуктор», — говорит Логан.«Есть также гармонические редукторы, в которых двигатель с прямым приводом приводит в движение гармонический редуктор, и все это в одном корпусе. Мы разрабатываем некоторые из них здесь, и они довольно невероятны. Вы можете получить огромный крутящий момент из очень маленького пакета». Он указывает на применение поворотного стола для производства электроники в качестве примера сочетания высокой точности и высокой инерции.

Обязательно проконсультируйтесь с потенциальными поставщиками, чтобы узнать, как они измеряют люфт.Некоторые компании рассчитывают теоретически, в то время как другие фактически проводят испытания, чтобы подтвердить производительность.

План повышения эффективности

Эффективность редуктора всегда важна в реальных приложениях. Неэффективные редукторы рассеивают энергию и выделяют тепло, которым необходимо управлять. Наиболее распространенные редукторы, используемые в управлении движением, перечислены в порядке возрастания эффективности: прямозубые, косозубые, червячные и планетарные редукторы (см. рис. 1).В частности, КПД червячных редукторов может достигать 50%.

Низкая эффективность не всегда является минусом. В определенных обстоятельствах прямоугольная червячная передача может использоваться в качестве экономичного тормоза с отключением питания. «Прямоугольные червячные передачи самоблокируются при передаточном отношении выше 60:1, поэтому некоторые люди используют прямоугольные червячные редукторы, потому что, когда машина выключена, редуктор предотвращает вращение вала», — говорит Мэтт Хэнсон, генеральный менеджер по промышленным рынкам. в Bison Gear & Engineering (ул.Чарльз, Иллинойс).

В приложениях с прямым углом, требующих высокой эффективности, обычно требуется гипоидная передача. «В этих типах редукторов используются термообработанные и отшлифованные гипоидные передачи (эффективность 85%), которые обеспечивают бесшумную и надежную передачу», — добавляет Хэнсон.

Эффективность коробки передач зависит от скорости, производство

Рис. 1. В червячной передаче червячная передача (вверху) вращается, вращая колесо.Червячные передачи эффективны, но, как правило, имеют низкий КПД.

соотношение и нагрузка. Редуктор, работающий без нагрузки, даст хорошие цифры, но они не будут иметь значения в реальном контексте. Еще раз, обязательно спросите поставщика, как он измеряет эффективность.

Определите правильный форм-фактор

Производительность важна, но коробка передач должна вписываться в систему. Есть ли ограничения по размеру и весу? Требует ли компоновка специальных конструкций, таких как прямоугольные редукторы, а не линейные редукторы? Нужен ли системе фаланговый выход для правильной сборки или она должна быть на валу? Инженеры-конструкторы также имеют широкий выбор редукторов с полым отверстием, доступных в различных стилях, чтобы обеспечить пути для кабелей и оптоволокна.Эти конструкции особенно полезны для робототехники.

Форм-факторы

в первую очередь считаются вопросом удобства, но они также влияют на производительность. Прямоугольная коробка передач не может передавать мощность так же эффективно, как рядная конструкция. Применения с высоким крутящим моментом выигрывают от фланцевых креплений. Тем не менее, при тщательной спецификации и установке фланцевые и врезные конструкции могут работать одинаково хорошо.

Не забывайте об охране окружающей среды

Системы управления движением работают в самых разных условиях: от чистых помещений до линий розлива сиропов и лесопилок.При выборе редуктора всегда следует учитывать условия окружающей среды. Редукторам, которые будут работать в гигиенических условиях, вероятно, потребуются кожухи со степенью защиты IP и антикоррозийные покрытия. Для устройств, предназначенных для чистых помещений, потребуются специальные смазки и уплотнения. Обязательно поднимайте эти факторы во время переговоров с поставщиками.

Как насчет бюджета?

За исключением некоторых аэрокосмических и военных приложений, каждый проект имеет бюджетные реалии.Выбор коробки передач обеспечивает еще одну степень свободы для достижения целей производительности при соблюдении бюджета.

Для многих недорогих приложений конструкторы выбирают более дешевые версии стандартных редукторов управления движением. «Обычно в приложениях с шаговыми двигателями вы, как правило, смотрите на стоимость [как на главную проблему]», — говорит Логан. «Ограниченный бюджет — вот почему мы в первую очередь будем использовать шаговый двигатель, чтобы сразу сузить наш выбор до дешевого планетарного редуктора или недорогого прямозубого редуктора.

Червячные редукторы

, как правило, имеют довольно высокие передаточные числа, обеспечивая значительное увеличение крутящего момента при довольно небольшом размере. Были и другие преимущества. «Червячные редукторы, как правило, довольно тихие», — говорит Логан, указывая на проект по созданию койки для лечебного аппарата. «Мы начали с планетарной коробки передач с относительно высоким передаточным числом. При относительно высоких оборотах двигателя, которые нам приходилось использовать, коробка передач была довольно шумной. Мы перешли на червячный редуктор и шума стало намного меньше.Несмотря на то, что коробка передач, вероятно, немного менее эффективна, для нас компромисс заключался в меньшем шуме от коробки передач с таким же высоким передаточным числом».

Редукторы

являются важными инструментами в арсенале OEM-производителей. Их можно использовать как умножители крутящего момента, редукторы скорости, устройства согласования инерции или даже инструменты для увеличения разрешения. При правильном выборе, установке и обслуживании редуктор может работать десятилетиями без вмешательства. «Мы постоянно получаем редукторы, которые были установлены в 90-х годах, — говорит Шнайдер.«Мы видим это до тех пор, пока размер редуктора подобран правильно».

Ссылки

  1. Прецизионные редукторы и мотор-редукторы для управления движением, Bayside Motion Group.
  2. http://www.parkermotion.com/literature/precision_cd/CD-EM/daedal/cat/english/Gearheads.pdf

Границы | Компактные редукторы для современной робототехники: обзор

Введение

Промышленные роботы составляют основу нескольких крупных традиционных производственных отраслей, включая автомобилестроение и электронику.Сегодня многие регионы мира видят реальную возможность возродить обрабатывающую промышленность, внедряющую роботов на малых и средних предприятиях (МСП) и в вспомогательных службах, как правило, в здравоохранении (SPARC, 2015).

Для крупномасштабных, высокоавтоматизированных промышленных сред преимущество роботизированных решений по сравнению с операторами-людьми в основном заключается в (i) большей доступности и (ii) способности перемещать — обычно большие — полезные нагрузки с исключительной точностью позиционирования и на высокой скорости.Эти аспекты имеют ключевое значение при разработке и выборе подходящих технологий для промышленного робота, особенно для первичных двигателей и трансмиссий, обеспечивающих движение этих устройств.

Применение в производстве малого и среднего бизнеса и персональный помощник бросают вызов этой традиционной парадигме робототехники. Ключ к успеху этих новых приложений заключается в очень высокой степени гибкости, необходимой для обеспечения безопасного и эффективного прямого сотрудничества с людьми для достижения общих целей.Эта цель требует, чтобы роботы сначала развили способность безопасно взаимодействовать с людьми в дисциплине, обычно называемой pHRI — физическое взаимодействие человека и робота.

pHRI оказывает широкое влияние на работу роботов. Опыт, накопленный за последние десятилетия, в основном в медицинской робототехнике, свидетельствует о том, что для безопасного и эффективного взаимодействия с человеком роботы должны в основном двигаться как люди, тем самым жертвуя некоторыми из своих традиционных преимуществ с точки зрения полезной нагрузки, точности и скорости.Эта ситуация привела к обильным исследованиям в последние годы, посвященным оптимальному выбору первичных двигателей и трансмиссий для приведения в действие HRI (Zinn et al., 2004; Ham et al., 2009; Iqbal et al., 2011; Veale and Xie, 2016). ; Verstraten et al., 2016; Groothuis et al., 2018; Saerens et al., 2019).

Эти работы относятся к более широкой области исследований по оптимизации сопряжения первичного двигателя и редуктора для данной задачи в автоматических машинах. Краткий обзор основных достижений в этой области дает полезную информацию для понимания влияния редуктора на общую производительность системы.Паш и Сиринг (1983) определили важность инерции при срабатывании и предложили использовать передаточное отношение, соответствующее инерции двигателя и отраженной нагрузки, как средство минимизации потребления энергии для чисто инерционной нагрузки. Чен и Цай (1993) применили эту идею к области робототехники и определили результирующую способность ускорения рабочего органа в качестве определяющего параметра. Ван де Стрэте и др. (1998) разделили характеристики двигателя и нагрузки, чтобы распространить этот подход на общую нагрузку, и предложили метод определения подходящих передаточных чисел для дискретного набора двигателей и редукторов.Роос и др. (2006) изучали оптимальный выбор привода для силовых агрегатов электромобилей с учетом эффективности коробки передач. Гиберти и др. (2010) подтверждают инерцию ротора, передаточное отношение, эффективность редуктора и инерцию редуктора как наиболее важные параметры для выбора срабатывания и предлагают графический метод для оптимизации этого выбора для динамической задачи. Петтерссон и Олвандер (2009) снова сосредоточились на промышленных роботах и ​​представили метод, который моделирует коробку передач с упором на массу, инерцию и трение.Резазаде и Херст (2014) используют очень точную модель двигателя и включают фундаментальный критерий выбора полосы пропускания в дополнение к минимизации энергии. Дрессчер и др. (2016) исследуют вклад трения в планетарную коробку передач, в которой кулоновское трение является доминирующим механизмом трения, и демонстрируют, как эффективность коробки передач обычно становится доминирующей над эффективностью двигателя при высоких передаточных числах трансмиссии.

Начиная с первоначальных моделей редукторов, используемых в этих работах, где редукторы моделируются как идеальные передаточные числа, сложность моделей постепенно возрастала.Тем не менее, необходимо сделать важные — и нереалистичные — упрощения, чтобы добиться хорошей практической применимости этих методов. Таким образом, важные эффекты, такие как жесткость при кручении и потери движения, не учитываются, а модели инерции и эффективности редуктора сильно упрощены. Это оправданный подход для многих приложений, где упрощенные методы могут помочь инженерам выбрать подходящие трансмиссии. Однако в HRI эти свойства слишком важны для пригодности коробки передач, и их нельзя так сильно упростить.

Поэтому требуется другой подход, чтобы предоставить полезные рекомендации по выбору редуктора в HRI, избегая чрезмерной сложности задач оптимизации в этой области. Предоставление подробной информации об эксплуатационных свойствах и характеристиках различных технологий редукторов для обоснованного выбора является еще одним вариантом, следуя традициям таких работ, как Schempf and Yoerger (1993) или Rosenbauer (1995). Следуя этому подходу, Siciliano et al. (2010), Ли (2014), Шейнман и др.(2016), а также Фам и Ан (2018) представляют интересные обзоры высокоточных редукторов для современной робототехники. Однако технологии не проанализированы достаточно подробно, чтобы получить хорошее представление о сложных механизмах, в которых они влияют на выполнение роботизированной задачи.

Основная цель этого обзора состоит в том, чтобы дополнить эти работы подробным анализом основных принципов, сильных сторон и ограничений доступных технологий. Помимо возможности прогнозировать будущее технологий редукторов в робототехнике, этот подход может помочь неспециалистам по редукторам определить подходящие технологии компактных редукторов для многофакторных требований новых робототехнических приложений (López-García et al., 2018). Специалистам по коробкам передач из других областей этот анализ может помочь получить полезную информацию о конкретных потребностях приложений HRI.

Это исследование начинается с краткого описания основных требований к будущим роботизированным трансмиссиям, чтобы затем представить структуру оценки, предназначенную для оценки пригодности и потенциала конкретной технологии коробки передач для этой области. Эта структура включает в себя сильную перспективу pHRI и включает новый параметр — коэффициент скрытой мощности — для оценки внутренней эффективности определенной топологии редуктора.Эта новая структура используется в первую очередь для обзора традиционных технологий редукторов, используемых в промышленных роботах, и новых технологий трансмиссии, которые в настоящее время находятся в процессе выхода на рынок. Наконец, в конце документа приводится краткое изложение выводов, полученных в результате этого обзора, вместе с нашими выводами и рекомендациями.

Усовершенствованная система оценки HRI для роботизированных трансмиссий

Управление

Управление робототехническими устройствами — очень широкая и сложная тема, предмет обширной исследовательской литературы.В этом разделе мы ограничимся введением основных принципов линейности и отраженной инерции, которые являются основными для понимания влияния редуктора на управление.

Хотя в целом скорость и точность являются противоречивыми требованиями, обычные роботизированные устройства преуспевают в достижении высокой точности позиционирования на высокой скорости благодаря использованию жестких приводов с очень линейным поведением (Cetinkunt, 1991). Включение роботизированной трансмиссии влияет на сложность управления в основном двумя способами: введение дополнительных нелинейностей и сильное влияние на отраженные инерции.

Нелинейности, возникающие при включении трансмиссии, принимают в основном форму люфта и/или трения и уменьшают полосу пропускания системы, создавая серьезные проблемы управления (Schempf, 1990). Заявление о зубчатых передачах приводит к люфту, трению и (нежелательному) податливости, что затрудняет точное управление. (Hunter et al., 1991) сегодня так же актуально, как и почти 30 лет назад. Для некоторых технологий большие погрешности кинематической передачи и особенно нелинейные характеристики трения также могут вызывать значительную нелинейность.

Передачи также сильно влияют на отраженную инерцию системы. В роботизированном устройстве инерция первичного двигателя обычно на несколько порядков меньше, чем у полезной нагрузки, что делает систему нестабильной и создает серьезные проблемы с управлением. Добавление трансмиссии сильно снижает инерцию полезной нагрузки, видимой первичным двигателем и отражаемой им, на коэффициент, равный квадрату коэффициента уменьшения трансмиссии. Таким образом, тщательный выбор трансмиссии может привести к более сбалансированной инерции на обеих сторонах трансмиссии, способствуя минимизации потребления энергии и созданию более надежной, стабильной и точной системы (Pasch and Seering, 1983).

Отраженная инерция особенно важна, когда рабочие органы подвергаются быстрым и частым изменениям скорости и/или крутящего момента, что является очень распространенной ситуацией в задачах автоматизации и робототехники. В этих случаях вводится перспектива пропускной способности, чтобы подтвердить способность системы следовать этим изменениям (Sensinger, 2010; Rezazadeh and Hurst, 2014). Это лежит в основе принципа обратной управляемости, способности системы демонстрировать низкий механический импеданс, когда она приводится в действие от ее естественного выхода (обратная управляемость).Это особенно важно при частом двунаправленном обмене энергией между роботом и его пользователем, характерном для реабилитационных устройств или экзоскелетов. Как показывают Ван и Ким (2015), способность редуктора к обратному ходу включает комбинированный эффект отраженной инерции, отраженного демпфирования и кулоновского трения, и поэтому она тесно связана с эффективностью редуктора.

Это подчеркивает важность для оценки управляющего воздействия определенной технологии коробки передач как ее передаточных чисел, так и нелинейностей (люфт, трение), которые она вносит.

Безопасность

Промышленные роботы традиционно размещаются за ограждениями в высоко структурированных средах, где они могут воспользоваться преимуществами своих быстрых и точных роботизированных движений, не ставя под угрозу целостность людей-операторов.

Безопасный pHRI, включающий возможность безопасного перемещения в неструктурированной/неизвестной среде, обязательно тесно связан с управляемостью. Текущая стратегия, используемая робототехниками для достижения этой цели, состоит из формирования механического импеданса (Calanca et al., 2015), то есть позволить комплаенс-контролеру управлять сложной динамической связью между положением/скоростью робота и внешними силами (Hogan, 1984).

Принцип прост: чтобы обеспечить хорошую адаптацию к неопределенной среде, а также целостность человека-оператора/пользователя во время взаимодействия с роботизированным устройством, последний должен двигаться податливым, человекоподобным образом (Караяннидис и др.). др., 2015). Это подчеркивает важность импеданса и внутренней комплаентности (De Santis et al., 2008) и объясняет появление нового типа внутренне гибких приводов для pHRI (Ham et al., 2009), когда требуется высокая податливость (Haddadin and Croft, 2016).

С точки зрения управления инерция полезной нагрузки, отражаемая на первичный двигатель, уменьшается на коэффициент, соответствующий квадрату передаточного отношения. Таким же образом обычно малая инерция ротора первичного двигателя усиливается этим же коэффициентом при отражении со стороны полезной нагрузки, которая должна быть добавлена ​​к инерции, возникающей в результате движения роботизированного устройства и груза, по соображениям безопасности, далее ограничение рабочих скоростей.

Хотя сегодня в большинстве приводов pHRI используются редукторы с высоким передаточным числом, некоторые известные робототехники Seok et al. (2014), Sensinger et al. (2011) видят большой потенциал для робототехники в использовании двигателей с высоким крутящим моментом (out-runner), требующих очень малых передаточных чисел. Новые производители робототехнических решений, такие как Genesis Robotics из Канады или Halodi Robotics AS из Норвегии, предлагают приводы для робототехники, основанные на этих принципах. По их словам, увеличение инерции двигателя и уменьшение передаточного числа должно привести к снижению инерции двигателя, отражаемой на рабочий орган, что позволит увеличить рабочие скорости и/или полезную нагрузку без ущерба для целостности оператора.Низкие передаточные числа также имеют дополнительное преимущество в пропускной способности: они имеют более низкое трение и люфт, уменьшая вклад коробки передач в нелинейность. С другой стороны, умеренное передаточное число не может компенсировать нелинейные условия сцепления — обычно зубчатый крутящий момент (Siciliano et al., 2010).

Более пристальный взгляд на характеристики этих новых двигателей поднимает некоторые вопросы с точки зрения достижимой эффективности, веса или компактности, а также последствий для оборудования, возникающих в результате крайней жажды высоких электрических токов (HALODI Robotics, 2018; GENESIS Robotics, 2020).

Подводя итог, можно сказать, что нет единого мнения о том, как лучше всего подойти к безопасному запуску робототехники. Тем не менее, тесные естественные связи между безопасностью и управляемостью столь же очевидны, как и ключевое значение передаточного числа трансмиссии и ее нелинейности.

Вес и компактность

Легкая конструкция имеет первостепенное значение для совместимости безопасности и хороших характеристик в приложениях новой робототехники (Albu-Schäffer et al., 2008). Новейшие коллаборативные роботы (коботы), такие как легкий робот KUKA, разработанный в сотрудничестве с Институтом робототехники и мехатроники Немецкого аэрокосмического центра (DLR), основаны на этом принципе и, следовательно, сильно отличаются от тяжелых и громоздких традиционных промышленных роботов.Благодаря более низкой инерции легкие коботы обеспечивают более высокую производительность и более высокие скорости без ущерба для безопасности пользователя.

Этот выгодный аспект легкой конструкции имеет дополнительные преимущества. Для мобильных роботизированных систем меньший вес означает большую автономию. В носимых вспомогательных роботизированных устройствах, включая протезы и экзоскелеты, легкая конструкция также является ключевым аспектом повышения комфорта (Toxiri et al., 2019).

Высокая компактность — еще одна характеристика, присущая этим новым робототехническим устройствам: от коботов до вспомогательных устройств. Компактность дает преимущества в маневренности и комфорте взаимодействия.

В роботизированных приложениях, связанных с тесным взаимодействием с людьми или предоставлением мобильных услуг, позиции по своей природе крайне неопределенны. Легкие и компактные конструкции особенно выгодны (Loughlin et al., 2007) для этих приложений с двумя последствиями: первичные двигатели и трансмиссии — как правило, самые тяжелые элементы в роботизированном устройстве — должны быть легкими и компактными, но легкие конструкции, как правило, требуют более низких крутящих моментов.

В отличие от веса редуктора определение подходящего критерия для оценки вклада редуктора в компактность системы является более сложной задачей.Физический объем определенно играет роль, но наш опыт показывает, что фактическая форма коробки передач имеет большее значение. Еще один аспект, о котором стоит упомянуть, это наличие в некоторых конфигурациях редукторов свободного пространства для размещения материала или движущихся частей, таких как электродвигатели или выходные подшипники, которые также могут представлять особый интерес. Поэтому мы решили включить в нашу систему оценки приблизительную форму (диаметр × длина) выбранного редуктора, в то время как наличие дополнительного пространства можно непосредственно оценить с помощью предоставленных цифр каждой из конфигураций.

Эффективность и виртуальная мощность

Эффективность

В таких областях, как автомобилестроение или ветряные турбины, эффективность коробки передач уже давно находится в центре внимания. С другой стороны, в робототехнике эффективность до недавнего времени не становилась ключевым параметром при выборе подходящей коробки передач (Arigoni et al., 2010; Dresscher et al., 2016).

Более высокая эффективность — более низкие потери — позволяют снизить потребление энергии и вносят прямой положительный вклад как в эксплуатационные расходы, так и в воздействие на окружающую среду машины или устройства.Для мобильных и носимых роботизированных устройств более высокая эффективность помогает также снизить вес системы — требуются батареи меньшего размера — и в конечном итоге приводит к большей автономности и удобству использования (Kashiri et al., 2018).

В редукторах есть еще одно преимущество в снижении потерь: большинство механических трансмиссий, используемых в робототехнике, имеют замкнутую форму и используют контакт зубьев для передачи крутящего момента и движения между первичным двигателем и рабочим органом. Благодаря этому кинематическое соотношение между входной ω In и выходной скоростью ω Out фиксируется числом зубьев и определяет его передаточное отношение i K .В редукторе без потерь отношение крутящего момента i τ между выходным и входным моментами τ соответствует в точности обратному передаточному отношению кинематической передачи с противоположным знаком. Но в реальной коробке передач наличие потерь изменяет это равенство, а так как кинематическое передаточное число запирается числом зубьев, то абсолютная величина передаточного числа должна уменьшаться пропорционально потерям:

ωInωOut= iK=- η iτ=-ητOutτIn; где η представляет                       эффективность системы.

Следовательно, высокие потери в редукторе означают, что меньший крутящий момент доступен для рабочего органа, и для достижения того же усиления крутящего момента требуются более высокие передаточные отношения.

Редукторы подвержены нескольким видам потерь. Для их классификации мы принимаем критерии, предложенные Талботом и Кахраманом (2014), и разделяем их на зависящие от нагрузки (механические) потери мощности, возникающие в результате скольжения и качения контактных поверхностей как в контактах шестерен, так и в подшипниках, и — независимые (спиновые) потери мощности — возникающие при взаимодействии вращающихся компонентов с воздухом, маслом или их смесью.

Виртуальная мощность

Термин «Виртуальная мощность» был, насколько известно авторам, первоначально введен Ченом и Анхелесом (2006), но это явление, объясняющее аномально высокие потери, присутствующие в некоторых планетарных топологиях, долгое время было известно под разными именами, включая Blindleistung. (Wolf, 1958; Mueller, 1998) и скрытой или бесполезной силы (Macmillan and Davies, 1965; Yu and Beachley, 1985; Pennestri and Freudenstein, 1993; Del Castillo, 2002).

Коробка передач по своему принципу действия всегда включает в себя высокоскоростную сторону с низким крутящим моментом и сторону с высоким крутящим моментом и низкой скоростью. Таким образом, его внутренние зубчатые зацепления обычно работают в условиях высокого крутящего момента и низкой скорости или в условиях высокой скорости и низкого крутящего момента. Однако в некоторых коробках передач из-за их специфической топологии некоторые зубчатые зацепления могут одновременно сталкиваться с высокой скоростью и высоким крутящим моментом. Зубчатые зацепления могут легко достигать эффективности выше 98%, но поскольку генерируемые потери приблизительно пропорциональны произведению относительной скорости двух зубчатых элементов и крутящего момента, передаваемого через зацепление (Ниманн и др., 1975), на этих высоконагруженных сетках появляются неожиданно большие потери. Виртуальная мощность обеспечивает основу для оценки вклада этого явления, которое мы далее будем называть топологической эффективностью редуктора.

Некоторые из вышеупомянутых авторов предлагают методы оценки топологической эффективности данной конфигурации и определения ее влияния на общую эффективность системы. В рамках Chen and Angeles (2006) виртуальная мощность определяется как мощность, измеренная в движущейся неинерциальной системе отсчета.Скрытая мощность , введенная Ю и Бичли (1985), соответствует виртуальной мощности, когда система отсчета является несущим элементом коробки передач, а коэффициент виртуальной мощности представляет собой отношение между виртуальной мощностью и мощностью, генерируемой внешним крутящим моментом. применяется по ссылке. Используя эти элементы, мы определяем коэффициент скрытой мощности топологии редуктора как отношение суммы скрытых мощностей во всех зацеплениях к мощности, подводимой к редуктору.Таким образом, большой коэффициент скрытой мощности соответствует низкой топологической эффективности и указывает на сильную тенденцию генерировать большие потери при зацеплении.

Чтобы облегчить понимание практического влияния топологического КПД, характеризуемого коэффициентом скрытой мощности, на общую эффективность данной конфигурации редуктора, мы используем на этом этапе уравнения, предложенные Макмилланом и Дэвисом (1965) для расчета упрощенный пример.

Полный редуктор робототехники обычно включает в себя несколько зацепляющих контактов, каждый из которых имеет разные рабочие условия и параметры, что приводит к различной эффективности зацепления.Эти КПД очень высоки в оптимизированных зубчатых зацеплениях — часто выше 99 % — и позволяют нам упростить наши расчеты, учитывая общий, уникальный КПД зацепления η м = 99 % во всех контактах зацепления в нашей коробке передач.

Во-первых, эталонный редуктор, идеальный с точки зрения топологической эффективности, должен иметь только одно зацепление и коэффициент скрытой мощности L = 1. Таким образом, потери мощности в этом эталонном редукторе можно легко рассчитать как функцию входной мощности. как:

Таким образом, общая эффективность зацепления всего редуктора соответствует эффективности одиночного зацепляющего контакта:

ηsys,ideal= PIN-PLossPIN=ηm=99%;

Неидеальный редуктор с одним и тем же общим η m во всех его зацеплениях и с коэффициентом скрытой мощности L, характеризующим его топологический КПД, указывает, что общие потери в редукторе могут быть аппроксимированы в первую очередь как:

Плосс, L≈ PIN* L *(1-ηм)

И общая эффективность зацепления всего редуктора становится теперь:

ηsys,L= PIN-PLloss,LPIN≈L * ηm+(1-L)

Что для η m = 99% и для значения L = 50 дает:

Этот результат должен быть частично релятивизирован, потому что накопленные потери в первых зацеплениях, включенных в различные потоки внутренней мощности в редукторе, приводят к тому, что меньшая виртуальная мощность, как предсказывается этими уравнениями, будет проходить через последующие зацепления.Результатом этого является то, что эффективность обычно падает немного медленнее при использовании коэффициента скрытой мощности, и более реалистичное значение для предыдущего расчета обычно составляет от 55 до 60%.

Чтобы частично компенсировать это большое влияние топологической эффективности на общую эффективность, конфигурации с большим коэффициентом скрытой мощности требуют чрезвычайно высокой эффективности зацепления: для достижения эффективности системы >70% система с L = 100 нуждается в средней эффективности зацепления выше 99.5%.

Поэтому в нашем дальнейшем анализе мы сосредоточимся только на оценке вклада топологической эффективности в эффективность редуктора. Это позволяет нам использовать упрощенный метод для расчета коэффициента скрытой мощности, который в первую очередь не учитывает влияние потерь, вызванных снижением крутящего момента. Соответствующие расчеты, использованные для определения коэффициента скрытой мощности различных конфигураций коробки передач, проанализированных в этой работе, включены в Приложение I.

.

Подводя итог, чтобы охарактеризовать важное влияние КПД редуктора, мы оценим порядок величины трех параметров: (i) потери, зависящие от нагрузки, (ii) пусковой момент без нагрузки и (iii) коэффициент скрытой мощности.Хотя на него дополнительно влияет статическое трение, а не только кулоновское и вязкое трение, мы выбрали пусковой крутящий момент без нагрузки (относительно номинального крутящего момента) в качестве практического способа характеристики потерь, не зависящих от нагрузки. Наш обмен мнениями с производителями редукторов показывает, что это обычная практика, она не зависит от входной мощности и легко доступна в паспорте производителя.

Производительность

По сравнению со специальными и автоматическими сборочными машинами промышленные роботы не могут достичь тех же стандартов точности и скорости.Оба аспекта должны были быть скомпрометированы, чтобы обеспечить большую степень гибкости и мобильности, а также рабочего пространства (Rosenbauer, 1995). С этой точки зрения, HRI — это еще один шаг в том же направлении: чтобы удовлетворить дальнейшие потребности в гибкости и мобильности в неструктурированной среде, необходимы дополнительные компромиссы с точки зрения точности и скорости. Этот переход отражен на рисунке 1.

Рисунок 1 . Графическое описание перехода основных целей задачи от машин через промышленных роботов и коботов к людям-операторам.

Точность и воспроизводимость

Несколько аспектов редуктора способствуют общей точности всего роботизированного устройства. Эти аспекты долгое время были в центре внимания традиционной робототехники, и сегодня они хорошо изучены, и такие работы, как работы Майра (1989), Шемпфа и Йоргера (1993) или Розенбауэра (1995), содержат очень хорошие ссылки для понимания этих сложных влияний. Эти исследования определяют особенно важную роль потери движения и жесткости при кручении.

Lost Motion является дальнейшим развитием принципа люфта, который описывает полное вращательное смещение, создаваемое приложением ±3% от номинального входного крутящего момента.

Жесткость при кручении характеризует податливость к кручению всех элементов коробки передач, участвующих в полном потоке сил, под действием внешнего крутящего момента. Он устанавливается путем блокировки входа редуктора и постепенного увеличения крутящего момента на выходе, при этом регистрируются изменения жесткости на кручение, приводящие к отклонениям от идеально линейного поведения.

Точность по своей природе — малые потери движения и линейность, высокая жесткость на кручение — редукторы упрощают задачу управления и обеспечивают высокую точность, идеально подходящие для управления положением, в то время как менее точные редукторы усложняют управление положением и могут использоваться для более податливого срабатывания. . В технологиях редукторов, где скорость оказывает сильное влияние на потери или особенно нелинейные характеристики трения, необходимо также учитывать вклад этих элементов в точность.

Чтобы охарактеризовать возможности точности, наша структура включает потери движения и жесткость на кручение, а также субъективную оценку изменения эффективности, вызванного изменениями скорости/крутящего момента.

Скорость и полезная нагрузка

Промышленные роботы могут обрабатывать большие полезные нагрузки за счет большой инерции. С другой стороны, для коботов соображения безопасности подразумевают, что они не должны справляться с такой большой полезной нагрузкой, но благодаря более легкой конструкции они могут фактически достичь большего соотношения полезной нагрузки к весу.

Соображения безопасности также ограничивают возможности использования этого снижения массы для увеличения рабочих скоростей (Haddadin et al., 2009). Тем не менее, более низкие крутящие моменты способствуют использованию более легких и быстрых электродвигателей, что в принципе требует более высоких передаточных чисел для этих применений.

Критерий для характеристики вклада редуктора в характеристики скорости и полезной нагрузки должен отражать эти аспекты и побуждать нас использовать в нашей структуре (i) максимальную входную скорость, (ii) максимальный повторяемый выходной крутящий момент — называемый ускоряющим крутящим моментом — и номинальный крутящий момент, (iii ) передаточное отношение и (iv) отношения крутящего момента к весу как для номинального, так и для ускоряющего крутящего момента.

Резюме

Характеристика роботизированных коробок передач является сложной задачей: высокая универсальность этих устройств и их сложное взаимодействие с первичными двигателями и системами управления делают прямое сравнение их характеристик особенно сложным.

Передаточное отношение оказывает сильное влияние на производительность роботизированной системы. Это объясняет его предпочтительную роль в литературе, посвященной оптимизации срабатывания роботов, и растущий интерес робототехников к возможностям использования регулируемых трансмиссий (Kim et al., 2002; Карбоне и др., 2004 г.; Страмиджиоли и др., 2008 г.; Жирар и Асада, 2017 г.). Хотя мы убеждены, что переменные трансмиссии очень перспективны и, безусловно, будут способствовать формированию будущего ландшафта робототехники, мы ограничили наш анализ здесь компактными коробками передач с постоянным передаточным числом. На данный момент мы считаем, что нам лучше всего подходит этот ограниченный объем, который на самом деле может также способствовать выявлению потенциальных областей применения и подходящих технологий для трансмиссий с переменным передаточным числом.

На основе этого анализа мы предлагаем систему оценки будущих роботизированных коробок передач на основе следующих параметров:

• Передаточное число

• Ускорение и номинальный выходной крутящий момент

• Вес

• Форма: диаметр × длина

• Соотношение ускорения и номинального крутящего момента к весу

• КПД: пиковое значение и субъективная зависимость от условий скорости и крутящего момента

• Топологическая эффективность: коэффициент скрытой мощности

• Пусковой момент без нагрузки для прямого и обратного хода в % от номинального входного крутящего момента

• Потери, не зависящие от нагрузки

• Потеря движения

• Максимальная скорость ввода

• Жесткость при кручении

Наша структура также включает в себя эталонный вариант использования, репрезентативный для нескольких задач pHRI в соответствии с нашим собственным опытом: крутящий момент ускорения более 100 Нм и передаточное число более 1:100, для которых должны быть оптимизированы вес, компактность и эффективность.

Обзор технологий передачи, используемых в настоящее время в промышленных роботах

Электрические двигатели, оснащенные механическими трансмиссиями, обычно выбираются в качестве приводов в робототехнике (Rosenbauer, 1995; Scheinman et al., 2016), а также в промышленных роботах. Эти механические трансмиссии почти неизбежно основаны на какой-либо зубчатой ​​​​технологии (Sensinger, 2013).

Благодаря их большей способности снижать общий вес, а также тому, что электродвигатели, как правило, имеют более высокий КПД при высоких рабочих скоростях, еще одной характеристикой промышленных роботизированных трансмиссий является использование относительно больших коэффициентов передачи (передаточных чисел), обычно превышающих 1:40. (Розенбауэр, 1995).

Планетарные редукторы: чрезвычайно универсальная платформа

Планетарные зубчатые передачи (PGT)

— это компактные, очень универсальные устройства, широко используемые в силовых передачах. Благодаря своей характерной коаксиальной конфигурации и хорошей удельной мощности они особенно подходят для вращательных первичных двигателей, таких как электрические двигатели.

PGT

могут использовать две дифференцированные стратегии для достижения высокого коэффициента усиления: (i) добавление нескольких ступеней обычных высокоэффективных PGT (здесь они называются редукторами и представлены на рис. 2) или (ii) использование особенно компактных конфигураций PGT с возможностью получения высокой производительности. передаточные числа.

Рисунок 2 . Внутреннее устройство редуктора Neugart с указанием его основных элементов, адаптировано из Neugart (2020) с разрешения © Neugart GmbH. Он включает также схему лежащей в его основе топологии.

Несмотря на то, что использование нескольких ступеней редукторов обеспечивает наилучшее использование высокой эффективности зацепления шестерен и приводит к созданию высокоэффективных редукторов, это обычно приводит к тяжелым и громоздким решениям. С другой стороны, компактные конфигурации PGT могут достигать высоких передаточных чисел в очень компактных формах, но они страдают от удивительно высоких потерь, связанных с высокими виртуальными мощностями (Crispel et al., 2018).

Особо компактная конфигурация PGT для высоких передаточных чисел была впервые изобретена Вольфромом (1912 г.) и использовалась в редукторах серии RE компании ZF Friedrichshafen AG (ZF), предназначенных для применения в промышленных роботах (Looman, 1996 г.). На эту конфигурацию, показанную на рис. 3, сильно влияет Virtual Power, и ZF представляет собой единственное известное коммерческое применение конфигураций PGT, отличных от обычных редукторов. Хотя производство серии RE было прекращено в 90-х годах, PGT Wolfrom в последнее время вызывают растущий интерес сообщества исследователей робототехники, как мы резюмировали в предыдущей статье авторов (López-García et al., 2019а).

Рисунок 3 . Внутреннее устройство ZF серии RG Wolfrom PGT для применения в робототехнике адаптировано из Looman (1996) с разрешения © 1998 Springer-Verlag Berlin Heidelberg. Он включает также схему лежащей в его основе топологии.

Таблица 1 представляет оценку PGT. Несмотря на то, что размеры PGT RG350 Wolfrom компании ZF завышены для нашего эталона, мы использовали PGT ZF, чтобы попытаться оценить потенциал конфигураций PGT с высоким коэффициентом, основываясь на существующих доказательствах его пригодности для достижения высоких коэффициентов (Арнаудов и Караиванов, 2005; Мульцер, 2010). ; Капелевич и AKGears LLC, 2013).Для редукторов мы выбрали — при поддержке производителей — подходящие решения из портфолио Wittenstein и Neugart. Стоит отметить важную роль, которую играет максимальное передаточное число на ступень в редукторе: в то время как Wittenstein ближе к максимально возможному, учитывая предотвращение контакта между соседними планетами, Neugart выбирает в своей серии PLE (серия PLFE может достигать 1:100). соотношения только в двух каскадах) более строгий подход и, следовательно, требует трех каскадов вместо двух для Виттенштейна, чтобы достичь общего усиления 1:100.Это приводит к менее компактным решениям и более низкой эффективности для приложения 1:100, но позволяет компании Neugart достигать более высоких коэффициентов усиления — до 1:512 — без фундаментальных изменений в весе, размере или эффективности.

Таблица 1 . Система оценки решений для планетарных зубчатых передач.

Редукторы

имеют вес около 4 кг, что нельзя напрямую сравнивать с увеличенным RG350. RG350 имеет форму большего диаметра и меньшей длины, чем редукторы.С точки зрения отношения крутящего момента к весу значения обоих решений кажутся относительно близкими.

Редукторы

имеют сильное преимущество в их хорошем КПД (более 90%), которые также менее чувствительны к изменениям условий эксплуатации, а пусковые моменты на холостом ходу очень низкие. Конфигурации с высоким коэффициентом показывают, как сильное ограничение топологической эффективности приводит к снижению эффективности. Это, вероятно, объясняет, почему зубчатые передачи сегодня являются доминирующей технологией PGT в робототехнике.

PGT

показывают самые высокие входные скорости (до 8500 об / мин), но их потери движения также самые большие (4–6 угловых минут) в обычных коробках передач. В робототехнике PGT широко использовались в первых промышленных роботах, в то время как в последние десятилетия их использование сильно сократилось, в основном из-за их ограничений по уменьшению люфта. Хотя существуют механизмы, ограничивающие изначально больший люфт PGT, они практически основаны на введении определенной предварительной нагрузки, что отрицательно влияет на их эффективность (Schempf, 1990).

Harmonic Drives: легкий волновой редуктор с нулевым люфтом

Редуктор Strain Wave был изобретен Musser (1955) и нашел широкое применение в 70-х годах, первоначально в аэрокосмической отрасли. Его основное космическое применение было в качестве механического элемента трансмиссии в луноходе Аполлона-15 в 1971 году (Schafer et al., 2005).

Его название связано с характерной деформацией его Flexspline , нежесткой тонкой цилиндрической чашки с зубьями, которая служит выходом.Flexspline входит в зацепление с неподвижным сплошным круглым кольцом с внутренними зубьями шестерни, Circular Spline , в то время как он деформируется вращающейся эллиптической пробкой Wave Generator , как видно на рисунке 4. Этот тип редуктора является наиболее обычно называется Harmonic Drive© (HD) из-за очень эффективной стратегии защиты интеллектуальной собственности.

Рисунок 4 . Внутренняя конфигурация коробки передач Harmonic Drive CSG (слева), адаптированная из Harmonic Drive (2014) с разрешения © Harmonic Drive SE, 2019, и коробка передач E-Cyclo (справа), адаптированная из SUMITOMO (2020) с разрешения © 2020 Sumitomo Drive Германия ГмбХ.Также включена схема лежащей в их основе топологии KHV, которая использовалась для расчета коэффициента скрытой мощности в Приложении I.

Для сравнительного анализа мы выбрали два подходящих редуктора Harmonic Drive: CSD-25-2A, предназначенный для интеграции в роботизированный шарнир для обеспечения адекватных структурных граничных условий, и сверхлегкий редуктор CSG-25-LW, представляющий собой конструктивно достаточное решение, которые можно более непосредственно сравнить с другими технологиями. Совсем недавно SUMITOMO представила новый редуктор E-CYCLO, также основанный на волновом принципе действия.SUMITOMO предоставила нам доступ к своему последнему каталогу (SUMITOMO, 2020), что позволило нам включить его в наш тест (таблица 2). Еще одна интересная волна напряжения, очень похожая на Harmonic Drive, недавно была представлена ​​компанией GAM в серии роботизированных коробок передач, которая также включает в себя планетарные зубчатые передачи и циклоидные приводы (GAM, 2020).

Таблица 2 . Структура оценки решений для волн деформации.

Выбранная модель CSG имеет значительно больший крутящий момент, чем указано в нашем эталонном тесте.Форма характеризуется большими диаметрами, чем длинами, а вес значительно ниже, чем у других технологий, и приводит к лучшим отношениям крутящего момента к весу среди анализируемых технологий. Действительно, характерное зацепление с несколькими зубьями обеспечивает большее сопротивление крутящему моменту, чем в PGT, что делает эту технологию очень подходящей для соединений ближе к рабочему столу, где они часто встречаются в современных промышленных роботах.

Пиковый КПД ниже, чем у редукторов, и ближе к RG350, а КПД особенно чувствителен к условиям эксплуатации.Поезда Strain Wave демонстрируют большие независимые от нагрузки потери и пусковые моменты без нагрузки, особенно в условиях обратного движения, которые становятся особенно важными для высоких скоростей и/или низких крутящих моментов (Harmonic Drive, 2014). Для роботизированных устройств HRI, подверженных частым изменениям скорости и полезной нагрузки в сочетании с обменом энергией между роботизированным устройством и пользователем, это означает, что средняя эффективность быстро падает ниже 40–50% (López-García et al., 2019b). Заслуживает внимания также их большой коэффициент скрытой мощности, указывающий на одновременное наличие высоких крутящих моментов и скоростей в зацеплениях зубьев, что также помогает объяснить относительно низкий КПД.

Вновь благодаря зацеплению с несколькими зубьями можно достичь потерянных перемещений менее 1 угловой минуты, что дает этому редуктору сильное преимущество, помогающее Harmonic Drives найти широкое применение в промышленных роботах. Они смогли вытеснить PGT из многих приложений, особенно после значительного улучшения характеристик в результате новой геометрии зубьев, представленной этой компанией в 90-х годах, что также улучшило линейность жесткости (Slatter, 2000).

В прошлом максимальная входная скорость была сильным ограничением для использования редукторов HD (Schempf, 1990), но новые усовершенствования и усовершенствования конструкции теперь позволяют им достигать скорости до 7500 об/мин.

Циклоидные приводы: для высокой прочности и жесткости при кручении

С момента их изобретения Лоренцем Брареном в 1927 году (Li, 2014) циклоидные приводы нашли применение в основном в лодках, кранах и некотором крупном оборудовании, таком как поезда для прокатки стальных полос или станки с ЧПУ. В циклоидных приводах эксцентричное входное движение создает колебательное циклоидальное движение одного большого планетарного колеса, которое затем преобразуется обратно во вращение выходного вала и приводит к высокой редукционной способности (Gorla et al., 2008), см. рис. 5.

Рисунок 5 . Внутренняя конфигурация циклоидных приводов SUMITOMO Fine Cyclo F2C-A15 и Fine Cyclo F2C-T155 с указанием основных элементов адаптирована из SUMITOMO (2017) с разрешения © 2017 Sumitomo Cyclo Drive Germany GmbH. Он включает также схему лежащих в его основе топологий.

Таблица 3 включает лидера рынка (NABTESCO RV) в этом сегменте и основных претендентов (SPINEA и SUMITOMO). RV от NABTESCO и серия Fine-Cyclo T от SUMITOMO включают обычную ступень PGT с предварительной передачей.Полезная нагрузка этих устройств больше, чем требуется для нашего теста, и приводит к большому весу. Это уже дает ценную информацию: более компактные решения недоступны на рынке и, согласно информации, предоставленной некоторыми производителями, менее интересны, поскольку требуют предельной точности изготовления и в конечном итоге приводят к высоким затратам.

Таблица 3 . Структура оценки решений циклоидного привода.

Формы аналогичны формам волновых редукторов, а вес больше и ближе к весу PGT по вышеупомянутым причинам.Отношение крутящего момента к весу больше, чем у PGT, но немного ниже, чем у волновых редукторов. Основное преимущество циклоидных приводов заключается именно в их способности выдерживать большие нагрузки, особенно ударные, и в малом объеме технического обслуживания.

Пиковый КПД выше, чем у волновых редукторов, и ближе к КПД PGT, но КПД сильно зависит от условий эксплуатации (Mihailidis et al., 2014), а как пусковой момент без нагрузки, так и коэффициент скрытой мощности высоки. аналогичны волновым редукторам.

Хотя они, как правило, создают некоторый люфт, например, если его часто компенсируют в их конструкции, чтобы достичь уровней, сравнимых с редукторами с волновой деформацией, вероятно, за счет немного более высокого трения. Их жесткость на кручение является самой большой из проанализированных технологий коробок передач.

Циклоидные приводы

имеют врожденное ограничение, связанное с высокими входными скоростями, вызванное наличием большого и относительно тяжелого планетарного (кулачкового) колеса, что приводит к большим инерциям и дисбалансу.Это мотивирует использование обычно двух планетарных колес, расположенных последовательно и смещенных на 180 градусов друг к другу, чтобы устранить дисбаланс, уменьшить вибрации и обеспечить более высокие входные скорости. Это объясняет, как благодаря комбинированию циклоидных приводов со ступенями предварительной передачи, состоящими из обычных ступеней PGT, циклоидные приводы получили широкое распространение в робототехнике. Такое расположение повышает эффективность, снижает чувствительность к высоким входным скоростям и обеспечивает легкую адаптацию их передаточных чисел.В 90-х Harmonic Drives доминировали на рынке роботизированных коробок передач, но усовершенствования в циклоидной технологии позволили циклоидным приводам начать завоевывать территорию сначала в Японии, а затем и в других странах (Rosenbauer, 1995). В настоящее время такие производители, как NABTESCO, SUMITOMO или NIDEC, предлагают циклоидные гибриды с предварительной передачей PGT, охватывающие более 60% рынка роботизированных коробок передач, и поэтому они стали новой доминирующей технологией, особенно для проксимальных суставов, подверженных более высоким нагрузкам и меньшим ограничениям по весу (WinterGreen). исследования, 2018).

Наконец, стоит упомянуть наличие относительно большой пульсации крутящего момента, которая вносит нелинейности и усложняет их контроль. Эта пульсация крутящего момента связана с необходимостью использования циклоидных профилей зубьев, чтобы избежать взаимодействия зубьев между большими планетарными колесами и зубчатым венцом, что делает эти устройства чрезвычайно чувствительными к изменениям межосевого расстояния, вызванным даже небольшими производственными ошибками. Существует несколько попыток улучшить эту ситуацию с использованием эвольвентных зубьев — менее чувствительных к изменениям межосевого расстояния — с уменьшенными углами давления и/или коэффициентами контакта для минимизации радиальных сил и повышения эффективности (Morozumi, 1970), а также с использованием других форм не -эвольвентные зубы (Коряков-Савойский и др., 1996; Хлебаня и Куловец, 2015).

Обзор новых технологий передачи для робототехники

Усилитель крутящего момента REFLEX

Genesis Robotics привлекла большое внимание в сообществе робототехники появлением двигателя с прямым приводом LiveDrive © . Согласно Genesis, LiveDrive в двух доступных топологиях — с радиальным и осевым потоками — обеспечивает эталонную производительность по соотношению крутящего момента к весу. Двигатель с осевым потоком может достигать 15 Нм/кг, в то время как радиальный поток ограничен максимум 10 Нм/кг.

Чтобы расширить спектр своего применения, Genesis Robotics представила совместимый редуктор под названием Reflex , показанный на рис. и поэтому ориентирован на передаточные числа ниже 1:30, он также способен обеспечить более высокие передаточные числа до 1:400 (GENESIS, 2018).

Рисунок 6 . Внутренняя конфигурация и основные элементы редуктора Reflex адаптированы из GENESIS Robotics (2020) с разрешения © Genesis Robotics, 2019.Он включает также схему лежащей в его основе топологии.

В основе лежит топология Wolfrom PGT с несколькими планетарными дисками меньшего размера (Klassen, 2019), в которой реакционное (неподвижное) кольцевое зубчатое колесо разделено на две части для целей балансировки в соответствии с конструкцией, первоначально предложенной Россманом (1934) и использовавшейся в качестве ну и в Hi-Red gear Tomcyk (2000).

В редукторе Reflex выходное кольцо также является разъемным для облегчения сборки со спиральными зубьями. Еще одним интересным аспектом этой конструкции является лентовидная форма сателлитов, которая, по мнению авторов, связана с возможностью предварительного нагружения системы для достижения нулевого люфта, который, как утверждает Genesis, возможен с этой коробкой передач.По словам компании, гибкость пластиковых планетарных колес также способствует уменьшению люфта.

К сожалению, пока недоступны независимые тесты, подтверждающие указанные характеристики, и на данный момент нет официальных данных, в частности, об эффективности от Genesis, поэтому в Таблице 4 приведено только значение коэффициента скрытой мощности, полученное из его топологии.

Таблица 4 . Структура оценки новых технологий коробок передач.

Таким образом, несмотря на то, что лежащая в основе топология Wolfrom указывает на то, что эффективность, безусловно, будет сложной задачей, эта инновационная коробка передач иллюстрирует большой потенциал, доступный для переосмысления существующих технологий и их адаптации к будущим потребностям в робототехнике. Genesis Robotics недавно вступила в интересное партнерство с известными промышленными компаниями, такими как Koch Industries Inc. и Demaurex AG.

Дорога Архимеда

IMSystems из Нидерландов является дочерней компанией Делфтского технологического университета, созданной в 2016 году для использования изобретения Archimedes Drive (Schorsch, 2014).

Привод Archimedes снова повторяет топологию редуктора Wolfrom (также с разрезным зубчатым венцом в некоторых конструкциях), но включает революционную инновацию в использовании роликов вместо зубчатых колес, чтобы заменить контакты зубьев контактами качения, см. рис. 7. Контролируемая деформация роликовых сателлитов позволяет передавать крутящий момент между сателлитами аналогично колесам автомобиля.

Рисунок 7 . Внутренняя конфигурация Archimedes Drive с изображением его планет Flexroller адаптирована из IMSystems (2019) с разрешения © 2019 Innovative Mechatronic Systems B.V., со схемой лежащей в его основе топологии.

Производительность, показанная в таблице 4, взятой из брошюры компании (IMSystems, 2019) и доступной по запросу, показывает, что использование топологии Wolfrom дает этому устройству возможность достигать очень высоких передаточных чисел в компактной форме, но это также приводит к низкой топологической эффективности. По данным IMSystems, замена контакта зубьев шестерни на контакт качения способствует минимизации контактных потерь, что, в частности, при передаче крутящего момента между планетарной передачей и кольцевыми роликами должно компенсировать высокий коэффициент скрытой мощности и привести к максимальной эффективности. около 80% (IMSystems, 2019).Данные по пусковым моментам или независимым от нагрузки потерям не предоставляются.

Чтобы обеспечить передачу высокого крутящего момента без проскальзывания, деформация планетарных роликов, а также производственные допуски редуктора должны строго контролироваться. Это представляет собой одну из основных технологических проблем и является основой инноваций, представленных этой технологией (Schorsch, 2014).

NuGear

СТАМ с.р.л. — частная инжиниринговая компания из Генуи, которая помогла разработать роботизированное соединение для робота-гуманоида I-Cub.Их NuGear представляет собой нутирующий редуктор, который изначально был задуман (Barbagelata and Corsini, 2000) для космических приложений, но может развить свой потенциал и для робототехники за счет исследования альтернативных производственных средств.

Пока еще нет общедоступной информации о рабочих характеристиках этого редуктора, что означает, что мы можем предоставить здесь только предварительный анализ его топологии и результирующих характеристик, которые можно ожидать на основе ограниченной информации, доступной в основном из проекта Caxman EU ( CAxMan, 2020), для которого NuGear был вариантом использования, и из доступных патентов (Barbagelata et al., 2016).

На рис. 8 внутренняя структура NuGear представлена ​​с использованием эквивалентной конфигурации PGT, в которой нутатный аспект абстрагируется для облегчения понимания. При этом становится ясно, что NuGear напоминает два PGT Wolfrom, для которых несущая используется в качестве входа, соединенных последовательно, и где каждый из них соответствует одному из двух этапов, определенных в Barbagelata et al. (2016). Это еще раз указывает на то, что в этой коробке передач будут присутствовать относительно высокие коэффициенты скрытой мощности.Для передаточного числа 1:100 и при условии сбалансированного усиления 1:10 на каждой из двух ступеней, как это предложено в Barbagelata et al. (2016), мы получаем, используя уравнения, полученные в Приложении I, коэффициент скрытой мощности 32, что указывает на аналогичную топологическую эффективность эффективности Wolfrom PGT.

Рисунок 8 . Внутренняя конфигурация двухступенчатого редуктора NuGear для версии с оппозитными планетарными контактами адаптирована из CAxMan (2020) с разрешения © Stam S.r.l. Он включает также схему лежащей в его основе топологии.

Остается подтвердить, в какой степени использование методов аддитивного производства может помочь STAM s.r.l. уменьшить большие производственные затраты на конические зубчатые колеса, а также может ли операция нутации обеспечить достаточную надежность и более компактную форму, что может открыть двери для ее использования в области робототехники (CAxMan, 2020).

Двусторонний привод

Компания FUJILAB в Иокогаме предложила в Fujimoto (2015) редуктор с высоким обратным ходом для робототехники, который особенно подходит для работы без датчика крутящего момента (Kanai and Fujimoto, 2018).

Как видно на Рисунке 9, конфигурация этого устройства снова такая же, как и у Wolfrom PGT. Используя эту топологию, Fujimoto et al. смогли достичь при передаточном числе 1:102 КПД прямого хода 89,9% и КПД заднего хода 89,2%. Пусковой момент без нагрузки в направлении обратного хода составил 0,016 Нм в редукторе с внешним диаметром ~ Φ50 мм (Kanai and Fujimoto, 2018). Стратегия, используемая для достижения такой высокой эффективности с топологией Wolfrom, заключается в оптимизации коэффициентов сдвига профиля (Fujimoto and Kobuse, 2017).

Рисунок 9 . Внутренняя конфигурация двустороннего привода, высокоэффективного редуктора, способного достигать передаточного числа 1:102 с использованием топологии Wolfrom, любезно предоставлена ​​© Yasutaka Fujimoto.

Эти многообещающие результаты — см. Таблицу 4 — показывают, что выравнивание отношений подхода и углубления за счет оптимизации коэффициентов сдвига профиля может привести к чрезвычайно высокой эффективности построения сетки. Насколько известно авторам, эта стратегия была первоначально предложена Hori and Hayashi (1994) и особенно интересна для топологии Wolfrom, где она может в конечном итоге обеспечить эффективность выше 90% в сочетании с высокими передаточными числами и компактными топологиями.

Подшипник шестерни привода

После новаторской работы в этой области Джона М. Враниша из НАСА, которая привела к изобретению планетарной передачи без водила Вранишем (1995 г.) и подшипников с неполным зубчатым зацеплением (Враниш, 2006 г.), NASA Goddard Space Flight Center представил свою концепцию нового зубчато-подшипникового привода Weinberg et al. (2008).

Северо-восточный университет в Бостоне продолжил разработку этого нового привода для применения в роботизированных соединениях.Как видно на рис. 10, он включает в себя редуктор Wolfrom, приспособленный для включения безводиловой конструкции Vranish и зубчатых подшипников. Зубчатые подшипники представляют собой контакты качения, которые предусмотрены для каждой пары зацеплений шестерен в соответствии с их делительным диаметром и снижают нагрузку на подшипники редуктора (Brassitos et al., 2013). Эта топология обеспечивает удобную интеграцию электродвигателя, который, таким образом, встроен в полую область внутри большого солнечного зубчатого колеса в конфигурации, специально предназначенной для космических приложений (Brassitos and Jalili, 2017).

Рисунок 10 . Внутренняя конфигурация зубчато-подшипникового привода, включая встроенный бесщеточный двигатель, адаптированная из Brassitos and Jalili (2017) с разрешения © 2017 Американского общества инженеров-механиков ASME. Справа также показана базовая топология Вольфрома с расщепленным реакционным кольцом.

В Brassitos and Jalili (2018) металлический прототип зубчато-подшипникового привода с передаточным числом 1:40 характеризуется жесткостью, трением и кинематической ошибкой.Измерения полностью соответствуют измерениям FUJILAB и подтверждают низкий пусковой крутящий момент без нагрузки в этой конфигурации (0,0165 Нм для внешнего диаметра редуктора ~Φ100 мм). После экспериментального измерения жесткости, трения и кинематической погрешности их привода (Brassitos and Jalili, 2018) они интегрировали эти значения в динамическую модель, которая затем была смоделирована и сопоставлена ​​с реакцией скорости разомкнутого контура системы при свободном синусоидальном движении, показав хорошие результаты. корреляции и предполагает очень удобную высокую линейность передачи.

Предварительные измерения показали хороший комбинированный КПД двигателя и редуктора Wolfrom с передаточным числом 1:264 (Brassitos et al., 2013), что не очень хорошо коррелирует с расчетным коэффициентом скрытой мощности, равным 196. Эффективность не измерялась. снова в центре внимания недавних статей авторов, и мы, к сожалению, не смогли на данный момент подтвердить окончательные уровни эффективности, которых могут достичь новые прототипы.

В любом случае привод с зубчатым подшипником предлагает очень интересные возможности для использования потенциала топологии Вольфрома в робототехнике.Возможность отказаться от держателя и встроить электродвигатель внутрь редуктора в общем корпусе позволяет создавать впечатляюще компактные конструкции. Возможность использования шаговых роликов с зубчатыми подшипниками для снижения радиальной нагрузки на подшипники также является многообещающим вариантом для повышения компактности и повышения эффективности (Brassitos et al., 2019).

Галакси Драйв

Schreiber and Schmidt (2015) защищает основные инновации, включенные в Galaxie Drive, редуктор, который WITTENSTEIN в настоящее время выводит на рынок прецизионных редукторов через свой стартап Wittenstein Galaxie GmbH, созданный в апреле 2020 года.

Хотя техническое описание и подробная информация еще не доступны, принцип работы и ожидаемые выгоды также были раскрыты. В приводе Galaxie Drive используется новый кинематический подход, основанный на линейном направлении одиночного зуба в держателе зубьев , но, по мнению этих авторов, его топология напоминает топологию Strain Wave Gear, см. рис. 11. Гибкий сплайн заменен на зубчатый Несущий элемент, включающий два ряда отдельных зубьев, выполненных с возможностью радиального перемещения и зацепления с круговым шлицем, поскольку вращающийся полигональный вал выполняет роль генератора волн с многоугольным периметром (Schreiber and Röthlingshöfer, 2017).Таким образом, несколько отдельных зубьев входят в зацепление с круговым шлицем одновременно, как и в Harmonic Drive. Это, вместе с высокоустойчивым к крутящему моменту двухточечным контактом между каждым отдельным зубом и держателем зубов, обеспечивает этому устройству характерный нулевой люфт, высокую жесткость на кручение и эталонную способность отношения крутящего момента к весу, по словам производителя.

Рисунок 11 . Деталь зацепления зубьев коробки передач Galaxy (R) DF адаптирована из Schreiber (2015) с разрешения © 2020 Wittenstein Galaxie GmbH.Он включает схему базовой топологии KHV.

В прямом обмене представители Wittenstein подтвердили, что очевидная проблема трения между отдельными зубьями и их направляющим круглым кольцом решена, и Galaxie может достигать максимальной эффективности более 90%. Из-за лежащей в его основе конфигурации KHV ожидаются большие коэффициенты скрытой мощности, но пока невозможно получить более глубокое представление об эффективности зацепления, которое будет результатом радиального перемещения зубьев, которое включает в себя новую логарифмическую спиральную боковую поверхность зуба (Michel, 2015).

Первоначально Galaxie Drive предназначался для точного машиностроения, где высокая жесткость и сопротивление крутящему моменту могут помочь увеличить скорость и повысить производительность. В будущем мы, безусловно, сможем оценить потенциал этой инновационной технологии и для роботизированных приложений.

Обсуждение

Новое поколение робототехнических устройств меняет приоритеты в выборе адекватных редукторов. Вместо предельной точности на высоких скоростях к этим устройствам предъявляются более строгие требования с точки зрения легкости и очень эффективных механических устройств усиления.

Сверхлегкие тензоволновые приводы (HD, E-cyclo), безусловно, в очень хорошем состоянии для удовлетворения этих потребностей, факт, подтвержденный их нынешним доминированием в области коботов. При рассмотрении волнового привода для роботизированной задачи pHRI работа при низких крутящих моментах и ​​скоростях должна быть сведена к минимуму, если требуется максимизировать эффективность. Хотя их оптимизированная геометрия зубьев способствует более линейной жесткости на кручение, трение остается сильно нелинейным и зависит от направления, что также накладывает определенные ограничения на использование.Храповой механизм вследствие ударной нагрузки является еще одним ограничением, которое следует учитывать для коробки передач этого типа, чего не должно быть у E-Cyclo (SUMITOMO, 2020).

Cycloid Drives прошли долгий путь, чтобы в конечном итоге стать доминирующей технологией в промышленных роботах. Благодаря технологическим достижениям, направленным на улучшение ограничений по люфту и входной скорости, теперь они могут обеспечивать хорошую точность с приемлемой эффективностью, несмотря на высокие коэффициенты скрытой мощности, возникающие в результате базовой топологии KHV, эквивалентной топологии волновых приводов.Использование ступени предварительного зубчатого зацепления также вносит важный вклад в достижение этой цели за счет повышения базовой топологической эффективности. Сверхлегкие конструкции, такие как у SPINEA, демонстрируют интересный потенциал, но в конечном итоге потребуются более революционные подходы, такие как пластиковые материалы, чтобы удовлетворить потребности в более легких коробках передач и больших передаточных числах, необходимых для HRI. Пока это не станет возможным, циклоидные приводы можно рассматривать только для больших полезных нагрузок, когда их больший вес и результирующая инерция не являются критическими для работы.Когда предельная точность не требуется, мер по компенсации люфта можно избежать в пользу повышения эффективности и снижения пусковых моментов. В любом случае следует позаботиться о том, чтобы адекватно справляться с пульсациями крутящего момента, и, возможно, потребуется оставить предварительную ступень редуктора, чтобы обеспечить высокие входные скорости двигателя.

Невозможность планетарных редукторов уменьшить люфт при сохранении хороших характеристик и ограничения жесткости на кручение ограничивают их использование в промышленной робототехнике. Тем не менее, PGT чрезвычайно универсальны, о чем свидетельствует их широкое использование во многих современных промышленных устройствах.И они по своей природе эффективны, надежны и относительно просты — дешевы — в производстве. Это может объяснить недавний интерес робототехников к PGT, а также то, почему пять из шести изученных здесь инновационных редукторов основаны на конфигурации PGT с высоким передаточным числом: топологии Wolfrom. Многообещающими характеристиками являются лучшая топологическая эффективность в сочетании с улучшением эффективности зацепления за счет модификации профиля или еще один шаг вперед, заключающийся в замене зубьев роликовыми контактами. В сочетании с возможностями, открываемыми их полой топологией, эти элементы потенциально могут привести к возвращению PGT в робототехнику.

Наше исследование показывает, что большая универсальность технологий редукторов, используемых в робототехнике, представляет собой серьезную проблему для прямого сравнения их характеристик. Как показывают примеры люфта и максимальной входной скорости, адекватные модификации конструкции могут соответствующим образом компенсировать большинство первоначальных слабых мест определенной технологии за счет компромиссов в других аспектах, обычно включая эффективность, размер, вес и стоимость. Точно так же большие коэффициенты скрытой мощности указывают на значительный топологический недостаток с точки зрения эффективности, но его также можно — по крайней мере частично — компенсировать соответствующими модификациями.Таким образом, эффект обучения заключается в том, что выбор подходящей технологии редуктора для определенного применения pHRI является чрезвычайно сложным процессом, требующим глубокого понимания основных недостатков, возможностей улучшения и производных компромиссов каждой технологии. Следовательно, наша первоначальная цель исследования, заключающаяся в том, чтобы внести вклад в простую таблицу выбора, способную помочь неопытным инженерам-робототехникам в выборе подходящих технологий редукторов для их роботизированных устройств, не может быть достигнута.Вместо этого в этом документе собраны и объяснены основные параметры выбора и связанные с ними проблемы в каждой из доступных технологий, чтобы помочь инженерам-робототехникам pHRI развить необходимые навыки, необходимые для осознанного выбора подходящей, индивидуально оптимизированной коробки передач.

Два важных аспекта роботизированных редукторов для pHRI, к сожалению, не могут быть адекватно оценены в нашем исследовании на данном этапе: шум и стоимость. По мере того, как роботизированные устройства приближаются к человеку, шум привлекает все больше внимания робототехников.Редукторы, безусловно, представляют собой важный источник шума (воздушного и структурного), но, к сожалению, два основных ограничения рекомендуют исключить шум из нашего анализа на данном этапе. Во-первых, большинство производителей коробок передач еще не предоставляют количественные оценки шумовых характеристик, а когда они это делают, они склонны следовать другим методам испытаний, которые также не особенно подходят для условий эксплуатации в pHRI. Во-вторых, современные технологии коробок передач все еще должны пройти процесс оптимизации шума.

Стоимость также является важным параметром, позволяющим сделать технологии pHRI более доступными, и поэтому становится важной для выбора подходящих редукторов для будущих робототехнических технологий. К сожалению, и здесь научному сообществу недоступна недостаточная справочная информация, чтобы можно было систематически и справедливо оценивать крупномасштабный стоимостной потенциал определенной технологии редукторов. Прежде чем можно будет определить подходящую основу для оценки этого потенциала, требуется большой объем исследовательской работы, которая явно выходит за рамки нашего исследования.

Эти два ограничения определяют основные рекомендации авторов для интересных будущих направлений исследований. Определение стандартных условий испытаний на воздушный и структурный шум в коробках передач, особенно адаптированных к типичным условиям эксплуатации и потребности в pHRI, могло бы позволить провести прямое сравнение различных технологий и способствовать их оптимизации шума. Кроме того, компиляция доступных моделей затрат для производственных процессов, связанных с производством редукторов, и их адаптация к особенностям конкретных технологий, используемых в робототехнике, позволили бы составить основу для оценки крупномасштабного стоимостного потенциала (и барьеров) различные технологии.

Вклад авторов

Все авторы принимали участие в предварительной работе, связанной с этой темой исследования, и внесли свой вклад в концептуализацию структуры, представленной в рукописи. PG работал над созданием подходящей системы оценки для проведения анализа редуктора и взял на себя инициативу в написании рукописи и придании ей текущей формы. PG и ES в равной степени способствовали выявлению потенциально подходящих технологий и их анализу с помощью фреймворка.Все авторы прочитали корректуру и внесли свой вклад в окончательную версию статьи.

Финансирование

SC, ES (SB Ph.D.) и TV (SB Postdoctoral) являются научными сотрудниками Исследовательского фонда Фландрии — Fonds voor Wetenschappelijk Onderzoek (FWO). Эта работа частично финансировалась исследовательской и инновационной программой Horizon 2020 Европейского Союза в рамках соглашения о гранте № 687662 — проект SPEXOR.

Конфликт интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Благодарности

Авторы выражают благодарность профессору Ясутаке Фудзимото из Йокогамского национального университета, а также компаниям Neugart GmbH, Harmonic Drive SE, Sumitomo Drive Germany GmbH, Genesis Robotics, Innovative Mechatronic Systems B.V., Stam s.r.l. и Wittenstein Galaxy GmbH за любезную поддержку и разъяснения, а также за предоставление нам разрешения на использование прилагаемых изображений их устройств.

Дополнительный материал

Дополнительный материал к этой статье можно найти в Интернете по адресу: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/frobt.2020.00103/full#supplementary-material

Ссылки

Альбу-Шеффер, А., Айбергер, О., Гребенштейн, М., Хаддадин, С., Отт, К., Уимбок, Т., и др. (2008). Мягкая робототехника. Робот IEEE. автомат. Маг. 15, 20–30. doi: 10.1109/MRA.2008.

9

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Аригони, Р., Кониньи, Э., Мусолеси, М., Горла, К., и Конкли, Ф. (2010). «Планетарные редукторы: эффективность, люфт, жесткость» в VDI International Conference on Gears (Мюнхен).

Академия Google

Арнаудов К. и Караиванов Д. (2005). «Высшие составные планетарные зубчатые передачи» в Международная конференция VDI по зубчатым передачам , Vol. 1904 г. (Мюнхен: VDI-Bericht), 327–344.

Барбагелата, А., и Корсини, Р. (2000). Riduttore Ingranaggi Conici Basculanti . Патент Италии № IT SV20000049A1. Рим: Ufficio Italiano Brevetti e Marchi.

Барбагелата, А., Эллеро, С., и Ландо, Р. (2016). Планетарный редуктор .Европейский патент № EP2975296A2. Мюнхен: Европейское патентное ведомство.

Брасситос, Э., и Джалили, Н. (2017). Проектирование и разработка малогабаритного высокомоментного роботизированного привода для космических механизмов. Дж. Мех. Робот. 9, 061002-1–061002-11. дои: 10.1115/1.4037567

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Брасситос, Э., и Джалили, Н. (2018). «Определение характеристик жесткости, трения и кинематической ошибки в приводных трансмиссиях с зубчатыми подшипниками», в ASME 2018 International Design Engineering Technical Conferences and Computers and Information in Engineering Conference (Квебек: цифровая коллекция Американского общества инженеров-механиков).дои: 10.1115/DETC2018-85647

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Brassitos, E., Mavroidis, C., and Weinberg, B. (2013). «Привод с зубчатым подшипником: новый компактный привод для роботизированных соединений», в ASME 2013 International Design Engineering Technical Conferences and Computers and Information in Engineering Conference (Портленд, Орегон: цифровая коллекция Американского общества инженеров-механиков). дои: 10.1115/DETC2013-13461

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Брасситос, Э., Вайнберг Б., Цинчао К. и Мавроидис К. (2019). Контактная система изогнутых подшипников . Патент США № US10174810B2. Вашингтон, округ Колумбия: Ведомство США по патентам и товарным знакам.

Академия Google

Каланка, А., Мурадор, Р., и Фиорини, П. (2015). Обзор алгоритмов податливого управления роботами с жесткой и фиксированной податливостью. IEEE/ASME Trans. мех. 21, 613–624. doi: 10.1109/ТМЕЧ.2015.2465849

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Карбоне, Г., Мангиаларди, Л., и Мантриота, Г. (2004). Сравнение характеристик полных и полутороидальных тяговых приводов. Мех. Мах. Теория 39, 921–942. doi: 10.1016/j.mechmachtheory.2004.04.003

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Сетинкунт, С. (1991). Вопросы оптимального проектирования в высокоскоростных высокоточных сервосистемах движения. Мехатроника 1, 187–201. дои: 10.1016/0957-4158(91)-А

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Чен, К.и Анхелес, Дж. (2006). Поток виртуальной мощности и механические потери мощности в планетарных зубчатых передачах. ASME J. Мех. Дес. 129, 107–113. дои: 10.1115/1.2359473

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Чен Д. З. и Цай Л. В. (1993). Кинематический и динамический синтез зубчатых робототехнических механизмов. Дж. Мех. Дес. 115, 241–246. дои: 10.1115/1.2

3

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Криспель, С., Лопес-Гарсия, П., Верстратен Т., Конвенс Б., Саренс Э., Вандерборхт Б. и Лефебер Д. (2018). «Представляем составные планетарные шестерни (C-PGT): компактный способ достижения высоких передаточных чисел для носимых роботов», в International Symposium on Wearable Robotics (Пиза), 485–489. дои: 10.1007/978-3-030-01887-0_94

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Де Сантис, А., Сицилиано, Б., Де Лука, А., и Бикки, А. (2008). Атлас физического взаимодействия человека и робота. Мех.Мах. Теория 43, 253–270. doi: 10.1016/j.mechmachtheory.2007.03.003

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Дель Кастильо, Дж. М. (2002). Аналитическое выражение КПД планетарных зубчатых передач. Мех. Мах. Теория 37, 197–214. doi: 10.1016/S0094-114X(01)00077-5

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Дрессчер, Д., де Врис, Т. Дж., и Страмиджиоли, С. (2016). «Выбор мотор-редуктора для повышения энергоэффективности», в Международная конференция IEEE по передовой интеллектуальной мехатронике (AIM) (Банф, AB: IEEE), 669–675, 2016 г.doi: 10.1109/AIM.2016.7576845

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Фудзимото, Ю. (2015). Планетарная передача и метод ее проектирования . Патент Японии № JP2015164100. Токио: Патентное ведомство Японии.

Фудзимото Ю. и Кобусе Д. (2017). «Роботизированные приводы с высоким обратным ходом», на Международном семинаре IEEJ по обнаружению, срабатыванию, управлению движением и оптимизации (SAMCON) (Нагаока), IS2–1.

ГАМ (2020). Волновой редуктор GSL .Каталог.

ГЕНЕЗИС (2018). Усилитель крутящего момента Reflex — залог будущего движения . Техническое обновление Общение.

Гиберти, Х., Чинквемани, С., и Леньяни, Г. (2010). Влияние механических характеристик трансмиссии на выбор мотор-редуктора. Мехатроника 20, 604–610. doi: 10.1016/j.mechatronics.2010.06.006

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Жирар, А., и Асада, Х. Х. (2017). Использование динамики естественной нагрузки с приводами с переменным передаточным числом. Робот IEEE. автомат. лат. 2, 741–748. doi: 10.1109/LRA.2017.2651946

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Горла, К., Даволи, П., Роза, Ф., Лонгони, К., Чиоцци, Ф., и Самарани, А. (2008). Теоретический и экспериментальный анализ циклоидного редуктора. Дж. Мех. Дес. 130:112604. дои: 10.1115/1.2978342

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Groothuis, S.S., Folkertsma, G.A., and Stramigioli, S. (2018). Общий подход к достижению стабильности и безопасного поведения в распределенных роботизированных архитектурах. Перед. Робот. АИ 5:108. doi: 10.3389/frobt.2018.00108

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Хаддадин, С., Альбу-Шеффер, А., и Хирцингер, Г. (2009). Требования к безопасным роботам: измерения, анализ и новые идеи. Междунар. Дж. Робот. Рез , 28, 1507–1527. дои: 10.1177/0278364

  • 3970

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Хаддадин, С., и Крофт, Э. (2016). «Физическое взаимодействие человека и робота», в Springer Handbook of Robotics (Cham: Springer), 1835–1874.дои: 10.1007/978-3-319-32552-1_69

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    HALODI Robotics (2018). МОТОР ПРЯМОГО ПРИВОДА Revo1™ [брошюра], Moss. Доступно в Интернете по адресу: https://www.halodi.com/revo1 (по состоянию на 30 апреля 2020 г.).

    Хэм Р.В., Шугар Т.Г., Вандерборхт Б., Холландер К.В. и Лефебер Д. (2009). Совместимые конструкции приводов. Робот IEEE. автомат. Маг. 16, 81–94. doi: 10.1109/MRA.2009.933629

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Гармоник Драйв А.G. (2014) Технические данные Наборы компонентов CSD-2A . Каталог.

    Хлебаня, Г., и Куловец, С. (2015). «Разработка плоскоцентрической коробки передач на основе S-образной геометрии», в 11. Kolloquium Getriebetechnik (Мюнхен), 205–216.

    Академия Google

    Хоган, Н. (1984). «Контроль импеданса: подход к манипулированию», , 1984 г., Американская конференция по управлению, (Сан-Диего, Калифорния: IEEE), 304–313. doi: 10.23919/ACC.1984.4788393

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Хори, К.и Хаяши И. (1994). Максимальная эффективность традиционных механических парадоксальных планетарных передач для редуктора. Пер. Япония. соц. мех. англ. 60, 3940–3947. doi: 10.1299/kikaic.60.3940

    Полнотекстовая перекрестная ссылка

    Хантер, И.В., Холлербах, Дж.М., и Баллантайн, Дж. (1991). Сравнительный анализ приводных технологий для робототехники. Робот. Ред. 2, 299–342.

    Академия Google

    IMSystems (2019). Архимед Драйв.IMSystems—Drive Innovation [брошюра], Делфт.

    Икбал, Дж., Цагаракис, Н. Г., и Колдуэлл, Д. Г. (2011). «Проектирование носимого оптимизированного ручного экзоскелета с прямым приводом», в Международной конференции по достижениям в области компьютерно-человеческих взаимодействий (ACHI) (Gosier).

    Реферат PubMed | Академия Google

    Канаи Ю. и Фудзимото Ю. (2018). «Бессенсорное управление крутящим моментом для экзоскелета с приводом с использованием приводов с большим обратным ходом», в IECON 2018–44th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society (Вашингтон, округ Колумбия: IEEE), 5116–5121.doi: 10.1109/IECON.2018.85

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Капелевич А. и ООО «АКГирс» (2013 г.). Анализ планетарных приводов с высоким передаточным числом. Соотношение 3, 10.

    Академия Google

    Караяннидис Ю., Друкас Л., Папагеоргиу Д. и Доулгери З. (2015). Управление роботом для выполнения задач и повышения безопасности при ударе. Перед. Робот. АИ 2:34. doi: 10.3389/frobt.2015.00034

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Кашири, Н., Abate, A., Abram, S.J., Albu-Schaffer, A., Clary, P.J., Daley, M., et al. (2018). Обзор принципов энергоэффективного движения роботов. Перед. Робот. АИ 5:129. doi: 10.3389/frobt.2018.00129

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Ким, Дж., Парк, Ф.К., Пак, Ю., и Шизуо, М. (2002). Проектирование и расчет сферической бесступенчатой ​​трансмиссии. Дж. Мех. Дез . 124, 21–29. дои: 10.1115/1.1436487

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Классен, Дж.Б. (2019). Дифференциальный планетарный редуктор . Международный патент № WO2019/051614A1. Женева: Всемирная организация интеллектуальной собственности, Международное бюро.

    Академия Google

    Коряков-Савойский Б., Алексахин И. и Власов И. П. (1996). Система передач . Патент США № US5505668A. Вашингтон, округ Колумбия: Ведомство США по патентам и товарным знакам.

    Академия Google

    Ли, С. (2014). «Новейшие технологии проектирования зубчатых передач с большими передаточными числами», в Proceedings of International Gear Conference (Lyon), 427–436.дои: 10.1533/9781782421955.427

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Луман, Дж. (1996). Zahnradgetriebe (редукторные механизмы) . Берлин: Springer-Verlag. дои: 10.1007/978-3-540-89460-5

    Полнотекстовая перекрестная ссылка

    Лопес-Гарсия П., Криспель С., Верстратен Т., Саеренс Э., Конвенс Б., Вандерборхт Б. и Лефебер Д. (2018). «Проектирование планетарного редуктора для активной носимой робототехники на основе анализа режимов и последствий отказа (FMEA)», Международный симпозиум по носимой робототехнике (Пиза), 460–464.дои: 10.1007/978-3-030-01887-0_89

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Лопес-Гарсия П., Криспель С., Верстратен Т., Саэренс Э., Вандерборхт Б. и Лефебер Д. (2019a). «Коробки передач Wolfrom для легкой робототехники, ориентированной на человека», в Proceedings of the International Conference on Gears 2019 (Мюнхен: VDI), 753–764.

    Лопес-Гарсия П., Криспель С., Верстратен Т., Саренс Э., Вандерборхт Б. и Лефебер Д. (2019b). «Настройка планетарных зубчатых передач для помощи и воспроизведения человеческих конечностей», в MATEC Web of Conferences (Варна: EDP Sciences), 01014.doi: 10.1051/matecconf/2011014

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Лафлин, К., Альбу-Шеффер, А., Хаддадин, С., Отт, К., Стеммер, А., Вимбок, Т., и Хирцингер, Г. (2007). Легкий робот DLR: концепции проектирования и управления роботами в среде человека. Индивидуальный робот. Междунар. Дж . 34, 376–385. дои: 10.1108/01439

    0774386

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Макмиллан, Р. Х., и Дэвис, П. Б. (1965). Аналитическое исследование систем разветвленной передачи мощности. Дж. Мех. англ. Наука . 7, 40–47. doi: 10.1243/JMES_JOUR_1965_007_009_02

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Майр, К. (1989). Präzisions-Getriebe für die Automation: Grundlagen und Anwendungsbeispiele . Ландсберг: Verlag Moderne Industrie.

    Мишель, С. (2015). Эволюция логарифмической спирали. Машиненмаркт № . 18, 40–42.

    Михайлидис, А., Атанасопулос, Э., и Оккас, Э. (2014). «Эффективность циклоидного редуктора», в International Gear Conference (Lyon Villeurbanne), 794–803.дои: 10.1533/9781782421955.794

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Морозуми, М. (1970). Эвольвентное внутреннее зацепление со смещенным профилем . Патент США № US3546972A. Вашингтон, округ Колумбия: Ведомство США по патентам и товарным знакам.

    Академия Google

    Мюллер, HW (1998). Die Umlaufgetriebe: Auslegung und vielseitige Anwendungen . Берлин; Гейдельберг: Springer-Verlag. дои: 10.1007/978-3-642-58725-2

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Мульцер, Ф.(2010). Systematik hoch übersetzender koaxialer getriebe (Докторская диссертация). Технический университет Мюнхена, Мюнхен, Германия.

    Академия Google

    Musser, CW (1955). Волновая передача . Патент США № US23A. Вашингтон, округ Колумбия: Ведомство США по патентам и товарным знакам.

    НАБТЕСКО (2018). Прецизионный редуктор RV—серия N . Кат.180410. Каталог.

    Нойгарт, А.Г. (2020). PLE Economy Line .Каталог.

    Ниманн, Г., Винтер, Х., и Хён, Б. Р. (1975). Maschinenelemente, Vol. 1 . Берлин; Гейдельберг; Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Спрингер.

    Академия Google

    Паш, К.А., и Сиринг, В.П. (1983). «О приводных системах для высокопроизводительных машин», в Machine Engineering (Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: ASME-AMER Society Mechanical Engineering), 107–107.

    Пеннестри, Э., и Фройденштейн, Ф. (1993). Механический КПД планетарных зубчатых передач. ASME J. Мех. Дез . 115, 645–651. дои: 10.1115/1.2

    9

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Петтерссон, М., и Олвандер, Дж. (2009). Оптимизация трансмиссии промышленных роботов. IEEE Trans. Робот. 25, 1419–1424. doi: 10.1109/TRO.2009.2028764

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Фам, А. Д., и Ан, Х. Дж. (2018). Высокоточные редукторы для промышленных роботов, ведущие к четвертой промышленной революции: современное состояние, анализ, проектирование, оценка производительности и перспективы. Междунар. Дж. Точность. англ. Произв. Зеленая технология. 5, 519–533. doi: 10.1007/s40684-018-0058-x

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Резазаде, С., и Херст, Дж. В. (2014). «Об оптимальном выборе двигателей и трансмиссий для электромеханических и роботизированных систем», в 2014 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (Чикаго, Иллинойс: IEEE), 4605–4611. doi: 10.1109/IROS.2014.6943215

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Роос, Ф., Йоханссон, Х., и Викандер, Дж. (2006). Оптимальный выбор двигателя и редуктора в мехатронных приложениях. Мехатроника 16, 63–72. doi: 10.1016/j.mechatronics.2005.08.001

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Розенбауэр, Т. (1995). Getriebe für Industrieroboter: Beurteilungskriterien . Kenndaten, Einsatzhinweise: Shaker.

    Россман, AM (1934). Механический механизм . Патент США № US1970251. Вашингтон, округ Колумбия: У.С. Ведомство по патентам и товарным знакам.

    Академия Google

    Саренс Э., Криспель С., Гарсия П. Л., Верстратен Т., Дукастель В., Вандерборхт Б. и Лефебер Д. (2019). Законы масштабирования для роботизированных трансмиссий. Мех. Мах. Теория 140, 601–621. doi: 10.1016/j.mechmachtheory.2019.06.027

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Шафер И., Бурлье П., Ханчак Ф., Робертс Э. У., Льюис С. Д., Форстер Д. Дж. и Джон К. (2005). «Космическая смазка и характеристики гармонических приводов», в 11-м Европейском симпозиуме по космическим механизмам и трибологии, ESMATS 2005 (Люцерн), 65–72.

    Академия Google

    Шейнман, В., Маккарти, Дж. М., и Сонг, Дж. Б. (2016). «Механизм и приведение в действие», в Springer Handbook of Robotics (Cham: Springer), 67–90. дои: 10.1007/978-3-319-32552-1_4

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Шемпф, Х. (1990). Сравнительный анализ проектирования, моделирования и управления трансмиссиями роботов (кандидатская диссертация). № ВОЗИ-90-43. Департамент машиностроения и Океанографический институт Вудс-Хоул, Массачусетский технологический институт, Кембридж, Массачусетс, США.дои: 10.1575/1912/5431

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Шемпф, Х., и Йоргер, Д. Р. (1993). Исследование доминирующих рабочих характеристик трансмиссий роботов. ASME J. Мех. Дес. 115, 472–482. дои: 10.1115/1.2

    4

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Шорш, Дж. Ф. (2014). Составной планетарный фрикционный привод . Патент Нидерландов № 2013496. Де Хааг: Octrooicentrum Nederland.

    Академия Google

    Шрайбер, Х.(2015). «Revolutionäres getriebeprinzip durch neuinterpretation maschineneelementen—Die WITTENSTEIN Galaxie®-Kinematik», in Dresdner Maschinenelemente Kolloquium, DMK (Дрезден), 2015.S.

    Шрайбер, Х., и Рётлингсхёфер, Т. (2017). «Кинематическая классификация коробки передач с отдельными упорными зубьями и ее преимущества по сравнению с существующими подходами», Международная конференция по зубчатым передачам , ICG (Мюнхен).

    Шрайбер Х. и Шмидт М.(2015). Гетрибе. Патент Германии № DE 10 2015 105 525 A1. Мюнхен: Deutsches Patent- und Markenamt.

    Академия Google

    Сенсингер, Дж. В. (2010). «Выбор двигателей для роботов с использованием биомиметических траекторий: оптимальные ориентиры, обмотки и другие соображения», в 2010 IEEE International Conference on Robotics and Automation (Anchorage, AK: IEEE), 4175–4181. doi: 10.1109/РОБОТ.2010.5509620

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Сенсингер, Дж.В. (2013). КПД высокочувствительных зубчатых передач, таких как циклоидные приводы. ASME J. Мех. Дес. 135, 071006-1–071006-9. дои: 10.1115/1.4024370

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Сенсингер, Дж. В., Кларк, С. Д., и Шорш, Дж. Ф. (2011). «Внешние и внутренние роторы в бесщеточных двигателях роботов», в Международная конференция IEEE по робототехнике и автоматизации 2011 г. (Монреаль, QC: IEEE), 2764–2770. doi: 10.1109/ICRA.2011.5979940

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Сок, С., Wang, A., Chuah, M.Y.M., Hyun, D.J., Lee, J., Otten, D.M., et al. (2014). Принципы проектирования энергоэффективного передвижения на ногах и их реализация на роботе-гепарде Массачусетского технологического института. IEEE/ASME Trans. мех. 20, 1117–1129. doi: 10.1109/ТМЕЧ.2014.2339013

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Сицилиано, Б., Шавикко, Л., Виллани, Л., и Ориоло, Г. (2010). Робототехника: моделирование, планирование и управление . Лондон: Springer Science and Business Media. дои: 10.1007/978-1-84628-642-1

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Слэттер, Р. (2000). Weiterentwicklung eines Präzisionsgetriebes für die Robotik . Сент-Леонард: Antriebstechnik.

    Академия Google

    СПИНЕА (2017). TwinSpin — Высокоточные редукторы — Präzisionsgetriebe . Каталог.

    Страмиджиоли, С., ван Оорт, Г., и Дертьен, Э. (2008). «Концепция нового энергоэффективного привода», в 2008 IEEE/ASME International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics (Сиань: IEEE), 671–675.doi: 10.1109/AIM.2008.4601740

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    СУМИТОМО (2017). Fine Cyclo® Spielfreie Prezisionsgetriebe . Каталог 9 DE 02/2017.

    СУМИТОМО (2020). Приводы управления движением E-Cyclo®. Каталог F10001E-1.

    Талбот, Д., и Кахраман, А. (2014). «Методология прогнозирования потерь мощности в планетарных передачах», в International Gear Conference (Lyon-Villeurbanne), 26–28. дои: 10.1533/9781782421955.625

    Полнотекстовая перекрестная ссылка

    Томцик, Х. (2000). Регулировочное устройство с планетарной передачей . Европейский патент № EP1244880B1. Мюнхен: Европейское патентное ведомство.

    Академия Google

    Токсири, С., Наф, М. Б., Лаццарони, М., Фернандес, Дж., Спозито, М., Полиеро, Т., и др. (2019). «Экзоскелеты для поддержки спины для профессионального использования: обзор технологических достижений и тенденций», в IISE Trans. Занять. Эргон. Гум. Факторы 7, 3–4, 237–249.дои: 10.1080/24725838.2019.1626303

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Van de Straete, H.J., Degezelle, P., De Schutter, J., and Belmans, R.J. (1998). Критерий выбора серводвигателя для мехатронных приложений. IEEE/ASME Trans. мех. 3, 43–50. дои: 10.1109/3516.662867

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Вейл, А. Дж., и Се, С. К. (2016). На пути к совместимым и носимым роботизированным ортезам: обзор текущих и новых технологий приводов. Мед. англ. физ. 38, 317–325. doi: 10.1016/j.medengphy.2016.01.010

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Верстратен Т., Фурнемон Р., Матийссен Г., Вандерборхт Б. и Лефебер Д. (2016). «Потребление энергии редукторными двигателями постоянного тока в динамических приложениях: сравнение подходов к моделированию», в IEEE Robot. автомат. лат. 1, 524–530. doi: 10.1109/LRA.2016.2517820

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Враниш Дж.М. (1995). Бескаркасный планетарный привод с защитой от люфта . Патент США № US5409431. Вашингтон, округ Колумбия: Ведомство США по патентам и товарным знакам.

    Академия Google

    Враниш, Дж. М. (2006). Подшипники с частичным зубчатым зацеплением . Патент США № US2006/0219039A1. Вашингтон, округ Колумбия: Ведомство США по патентам и товарным знакам.

    Академия Google

    Ван, А., и Ким, С. (2015). «Эффективность направления в зубчатых трансмиссиях: характеристика обратного движения для улучшения проприоцептивного контроля», в Международная конференция IEEE по робототехнике и автоматизации (ICRA) , 2015 г. (Сиэтл, Вашингтон: IEEE), 1055–1062.doi: 10.1109/ICRA.2015.7139307

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Вайнберг Б., Мавроидис К. и Враниш Дж. М. (2008). Подшипник шестерни привода . Патент США № US2008/0045374A1. Вашингтон, округ Колумбия: Ведомство США по патентам и товарным знакам.

    Академия Google

    Исследования WinterGreen (2018 г.). Прецизионные редукторы с волновым редуктором и редукторы RV и RD: доля рынка, стратегия и прогнозы в мире, 2018–2024 гг. WIN0418002.

    WITTENSTEIN AG (2020). Технические брошюры SP+ и TP+ Getrieben. Каталог.

    Вольф, А. (1958). Die Grundgesetze der Umlaufgetriebe . Брауншвейг: Фридр. Видег и Зон.

    Вольфром, У. (1912). Der Wirkungsgrad von Planetenrädergetrieben. Werkstattstechnik 6, 615–617.

    Ю. Д. и Бичли Н. (1985). О механическом КПД дифференциальной передачи. ASME J. Мех. Транс. автомат. 107, 61–67.дои: 10.1115/1.3258696

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Зинн М., Рот Б., Хатиб О. и Солсбери Дж. К. (2004). Новый подход к управлению роботом, удобным для человека. Междунар. Дж. Робот. Рез. 23, 379–398. дои: 10.1177/02783642193

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Устранение неполадок робота Kingii Dragon

     

    Если ваш комплект не работает, проверьте все ЧЕТЫРЕ батареи .Для этого комплекта требуется ЧЕТЫРЕ батарейки AAA. (P21 Шаг 15)

    Общие проблемы сборки.

    Рисунки иллюстрируют неправильную (NG) сборку рядом с правильной (хорошей) сборкой

    A) Этот редуктор имеет зазор, указывающий на то, что шестерни находятся в неправильном положении. Это приведет к тому, что желтая шестерня не зацепится с фиолетовой, это основная причина того, что ноги не двигаются. Перепроверьте сборку коробки передач, убедитесь, что все шестерни находятся в правильном положении и входят в зацепление друг с другом (Pg15-P17).

    B) Убедитесь, что между его корпусом нет большого зазора

    C) Убедитесь, что левое и правое колеса находятся в правильном положении. На изображении выше, помеченном «NG», C19 расположен там, где должны быть C2 и C20. Изображение с пометкой «Хорошо» показывает C2 и C19 в правильном положении. Важно установить правильное колесо с правильной стороны, как показано в руководстве по эксплуатации (стр. 22-23).

     

    Если ваш провод слишком короткий для подключения к печатной плате (ОЧЕНЬ ВАЖНО)

    Убедитесь, что двигатель P15 с длинными проводами используется в хвостовом оперении (стр. 16).

    Двигатель P15 с длинными проводами (стр. 16).

    Двигатель P14 с короткими проводами (стр. 5).

    Примечание. Эти двигатели очень похожи. Провода двигателя с короткими проводами обращены назад от вала двигателя, а провода двигателя с длинными проводами обращены вперед к валу двигателя. Если вы не уверены, поместите провода рядом, чтобы измерить их.

     

    Если у вас проблемы с включением двигателя в коробку передач.

    1) Убедитесь, что C4 и C3 не перепутаны

    2) Убедитесь, что C22 и C4 ориентированы в соответствии с маркировкой под

    3) Убедитесь, что C4 вставлен, как показано на рисунке с пометкой «очень важно!» показано ниже

    4) Убедитесь, что компоненты редуктора плотно защелкиваются.

     

    Пример неправильной сборки коробки передач.

     

     

    .
  • Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *