Robotväxellåda (i vardagligt talat robot , nedan kallad RCP ) - växellåda , i vilken utformningen av den enhet som ansvarar för minskningen och krossningen av kraftomfånget i växlar i allmänhet ser ut som en manuell växellåda , men själva växellådan fungerar automatiskt och gör kräver inte förarens ingripande i bytesprocessen. Till skillnad från traditionella hydrauliska automatiska maskiner är det svårt att automatisera arbetsprocesser i RCP utan extra elektronik, därför blev RCP endast möjligt med tillkomsten av kompakta och pålitliga mikroprocessorstyrsystem .
En av de första massmodellerna var den amerikanska 10-växlade RCP Eaton Autoshift för lastbilstraktorer , utvecklad på basis av den 10-växlade osynkroniserade manuella växellådan Fuller RTO-10, och tillverkad från 1997 till nu (2020). [1] På modern transportutrustning används RCP i nivå med hydromekaniska automatiska växellådor både på lastbilar och personbilar, och kan utföras på basis av två fundamentalt olika mekaniska scheman: RCP med en koppling och RCP med två kopplingar [2] .
I det europeiska tekniska lexikonet, oavsett språk, betecknas RCP vanligtvis med förkortningen AMT - Automated Manual / Mechanical Transmission. Utöver detta kan RCP:er med dubbla kopplingar benämnas DCT - Dual Clutch Transmission, även om definitionen av "automatisk" utelämnas här.
Som med andra typer av automatiska växellådor har föraren bara två pedaler: broms och gas. Uppförandet av den manuella växellådan vid lägsta varvtal skiljer sig från den automatiska växellådan, och den manuella växellådan kan både efterlikna en hydraulisk automatisk [3] (vid låga hastigheter övergår momentomvandlaren till en nedväxling och övervinner bromskraften, därav bromspedalen kontroll), och det kan fungera helt annorlunda (till exempel köra från ett lätt tryck på gasen) [2] . Det finns ett känt fall: de första versionerna av en VAZ-robot med en skiva körde genom att trycka lätt på gasen, men i ytterligare modifieringar lade de till partiell emulering av en hydroautomatisk växellåda till firmware [4] .
Väljaren för manuell växellåda har följande lägen:
Parkeringsläge är tillgängligt i Volkswagen DSG -lådan och saknas i VAZ manuell växellåda. VAZ-föraren lämnar bilen i N-läge (i neutralläge) eller D/R (i första/back). Precis som med automatiska växellådor, kompletterar P-läget, snarare än ersätter, parkeringsbromsen och kommer inte att hålla bilen i en sluttning.
En manuell växellåda kräver känsligt arbete med kopplingspedalen, och designtanken har gått i olika riktningar för att lösa detta problem. En av dem är att göra en helt annan mekanism, där hastigheten växlas genom att klämma en eller annan del av flerstegstransmissionen, och de stötar som uppstår i det här fallet släcks av ett flytande medium - så här är en traditionell hydromekanisk automatisk växellåda fungerar . Det andra är enklare - att tvinga automatiken att klämma ihop kopplingen. Den första driftversionen av en sådan låda - Saxomat - släpptes 1957. Denna låda klämde bara ut kopplingen, växlarna fick växlas manuellt [5] .
Redan före kriget beskrev den berömde Adolf Kegress konceptet med en låda med två kopplingar. Det är inte känt om någon sedan gestaltat det i metall. På 1980-talet togs idén upp av Porsches racingingenjörer, som gjorde den första fungerande versionen av en manuell växellåda med två kopplingar på en analog elementbas [6] . Lådan kom ut tung och opålitlig, en fotkoppling krävdes för att starta, men starten gjordes, Porsche 956 presterade och visade bra resultat, och systemet fortsatte att förbättras i racerbilar [7] . Det visade sig dock att enkelkopplingsdesigner gjorda av moderna material också växlar ganska snabbt. Den moderna lådan med racingbilar i högserien, inklusive Formel 1 , är en halvautomat med enkelkoppling (för enkelhetens skull, sekventiell kam, vilket är ganska acceptabelt i racing).
2003 släppte Volkswagen AG den första tvåskivorna "roboten" för vägbilar. Och idag är Volkswagen DSG den mest kända och utbredda av robotar med två kopplingar, och mekatronik är smeknamnet för ställdonet för vilken robot som helst (som den kallas av Volkswagen ). Om roboten med två oljekopplingar Volkswagen DSG6 DQ250 skiljde sig lite i fråga om felstatistik från andra lådor, så visade sig "yngre bror" Volkswagen DSG7 DQ200 med två torrkopplingar vara ganska misslyckad [8] . Tillverkaren sa: det här är en mycket lovande låda och han kommer inte att vägra det, i gengäld ger han en garanti i 5 år eller 150 tusen kilometer. Sedan 2014 har lådan erkänts som tillräckligt pålitlig och vägrade en sådan garanti.
Samtidigt med dubbelskivsrobotarna uppträdde också enkelskivsrobotar - de hade ingenting att göra med racingdesigner, de var beprövad mekanik, till vilken manöverdon var fästa. Marknadsförings- och ingenjörsexperimentet misslyckades: de första "robotarna" bytte som utexaminerade från körskolor, med ryck och ryck [2] . I slutet av 2010-talet tvingade stränga miljöbestämmelser [6] europeiska tillverkare att massivt införa manuella växellådor.
Utöver de två traditionella scheman - med en och två kopplingar - finns det också exotiska scheman. En låda med tre kopplingar har patenterats [6] . Sällan finns det en "automat utan momentomvandlare" [9] - en blandning av en "automatisk" och en "robot", en hydraulisk planetväxellåda med en koppling. En av kopplingarna ("koppling") används för start, den görs starkare, speciella kontrollalgoritmer föreskrivs. Ytterligare växling - som i en automatisk växellåda. Det finns även CVT utan momentomvandlare [10] . Koenigsegg Jesko är utrustad med en 9-växlad treaxlad växellåda utan växlar, men med 7 kopplingar [11] .
En manuell växellåda med en skiva är en manuell växellåda med en koppling, på vilken två drivenheter (ställdon) är installerade: en är ansvarig för att trycka ner kopplingen, den andra för att välja och växla växlar. Drivningarna kan vara antingen elektriska (styrda av motorer) Toyota Corolla eller hydrauliska (styrda av solenoider) Citroen Picasso.
Om växellådan är hydraulisk (används vanligtvis i dyra bilar) finns även en pump som håller trycket i hydraulsystemet och en hydraulisk platta (oljebanor och ventilsäten gjorda i en stor metallplatta). Intressant nog mottogs den tvåskivade växellådan DSG7 DQ200, installerad i Volkswagen-bilar med låg effekt: den är elektrohydraulisk, med en lågeffekts elektrisk pump som inte kan hålla trycket om vätskeflödet börjar. Hydraulpumpen fungerar på principen för en kugghjulspump. Den suger in hydraulolja och levererar den till oljekretsen med ett tryck på 70 bar. Trycket stöds av en hydraulisk ackumulator (mottagare). Om väljaren i maskinen är flera ventiler på en gemensam spindel, så är robotens väljare en rent elektrisk strömbrytare, processorn sköter bearbetningen av lägena.
Ett viktigt kunnande hos biltillverkare är växlingsalgoritmer: roboten måste anpassa sig till kopplingsskivans naturliga slitage [12] , inte störa föraren med misslyckade växlingar och utföra olika körtekniker i en manuell bil. Opel Easytronic- roboten tar emot information från ABS- sensorerna och växlar inte om bilen svänger - och att släppa gasen är tvärtom en signal att byta [12] . Lada Vesta implementerar sådana folkliga körtekniker som att parkera i växel, börja på vintern från 2:ans växel, starta motorn "från pushern", dra ut den ur leran "gunga" [13] . Lamborghini Aventador har en enkelkopplingsrobot, men gafflarna styrs av fyra oberoende hydrauliska ställdon, och intilliggande växlar (förutom det sista paret, 6-7) finns på olika gafflar, vilket ger sportbilen en stabil 50 ms växling tid [14] . Lastlådan Volvo I-Shift är inte synkroniserad, synkroniseringen av rotationen av axlarna uppnås av mjukvara.
Nästan alla bilar med robotar är utrustade med automatiska rekylsystem ( back assist ) [15] [3] . Om denna funktion inte fungerar kan det orsaka olägenheter och till och med en olycka [10] .
För att byta tar roboten information från en mängd olika fordonssystem, och om dessa sensorer misslyckas är fel möjliga. Många robotar slutar fungera normalt när bromsljuset inte fungerar [12] .
En manuell växellåda med dubbla skivor är två parallella manuella växellådor med två kopplingar i en, en för jämna växlar, den andra för udda. När bilen är i 1:ans växel är uddalådan i 1:ans växel och kopplingen, och i den jämna lådan är det bara 2:ans växel och kopplingen är öppen.
När det finns ett behov av att växla till 2:a växeln är den ena kopplingen urkopplad, den andra kopplas in. När datorn ser att föraren fortsätter att gasa förbereder den 3:e växeln på uddalådan och när det är dags att växla öppnar den ena kopplingen igen och stänger den andra.
Därför kallas lådan förselektiv ( "med ett preliminärt urval" ) - medan bilen kör i 2:ans växel, förbereder lådan 3:an i förväg, så att den snabbt kan byta till den senare. Dubbelskiva manuella växellådor växlar på 0,2 s eller ännu snabbare [6] , utan att avbryta kraftflödet, utan endast till växeln som är förberedd i förväg [3] . Fel i förutsägelsen (till exempel en kraftig acceleration från ekonomiläge och därför en brådskande nedstigning med två eller tre växlar) leder till en fördröjning [3] .
De främsta fördelarna med robotar med dubbla skivor är smidig växling och bränsleekonomi. Nackdelarna är själva fördröjningen under acceleration [3] , priset i nivå med en automatisk maskin, inte det bästa beteendet vid låga hastigheter och en dåligt genomarbetad (för 2018) reparation [16] - till exempel ändrar Volkswagen AG helt enkelt kopplingsenheten eller mekatroniken för de flesta problem [8] .
Notera. Mekaniska lådor kallades också förselektiva, där nästa växel indikeras innan du slår på: när väljaren växlas, spänns fjädrarna eller pneumatiska ventiler kopplas, när kopplingspedalen trycks ned fungerar de och ställer automatiskt in växeln. Detta har inget med RP att göra.
För 2019 används en tvåskivs manuell växellåda i en mängd olika fordonsklasser. På bilar av en billig och medelklass har den ett pris och förbrukning som kan jämföras med en "automatisk" som i en manuell växellåda. Således är den deklarerade förbrukningen för en 122-hästars turboladdad Volkswagen Golf 5,9 l/100 km på en ”robot” och 6,3 på en manuell [17] .
På sportbilar är "robotar" med två skivor älskade för snabba byten, vilket innebär dynamisk acceleration. Så Bugatti Veyron på 1200 hästkrafter är utrustad med en 7-växlad "robot" och accelererar till 100 km/h på 2,5 s [18] . En 425-hästars BMW M3 med manuell växellåda accelererar till 100 km/h på 4,1 sekunder, med en "robot" - på 3,9 [19] .
Mitsubishi Fuso Truck and Bus Corporation var först med att utrusta en lastbil med en tvåskivsrobot 2011 [20] . Därefter togs idén upp av andra tillverkare ( John Deere - 2012, Volvo - 2014), men för 2019 förblir sådana lastbilar exotiska: komplexa konstruktioner ger inte lastbilen lönsamhet [15] .
Roboten är inte användbar i stadsjeepar , anläggningsutrustning: vid lägsta hastighet med hög dragkraft fungerar momentomvandlaren bättre [21] [10] [15] .
En automat utan momentomvandlare är extremt sällsynt, främst i dyra representativa bilar ( Aurus Senat , sportutrustning i Mercedes-Benz S-klass [22] ). Även om det fanns förslag om att utrusta VAZ med en sådan maskingevär [9] . En CVT utan momentomvandlare finns till exempel i Subaru Forester crossover .
En manuell växellåda med en skiva i personbilar för 2019, på grund av dess billighet och grundläggande brister (det tar tid att byta, och dessa växlar sker vid okontrollerade ögonblick), används endast i billiga bilar (till exempel Lada Vesta ). I serierna av stora märken ( Volkswagen , Hyundai , KIA , Ford ) för 2019 finns det inga endiskrobotar - även om de har setts tidigare (till exempel Citroën C3 ).
Inom godstransporter fortsätter enskivsrobotar att användas (Eaton Autoshift, Eaton Ultrashift, Volvo I-Shift, Renault Optidriver). Lastbilen har mer än ett dussin växlar med komplexa växlingsmönster (en spak väljer ett antal växlar, den andra - den faktiska växeln, ofta är en av spakarna en förväljare - växlar växeln när föraren trycker ner kopplingen [23] ) , och till och med halvautomatisk växling är bekvämare än helt manuell . Dessutom är många av dessa robotar delvis förenade med manuella lådor. En välkänd nackdel med en manuell växellåda som ärvts från manuella växellådor - vid lägsta hastigheter måste man köra med kopplingsslirning, och föraren ser väglag bättre än en robot - löses genom att införa reduktionsväxlar som ger stabil rörelse vid hastigheter mindre än 1 km/h [24] [25] . Man tror [15] att av alla lastbilar drar huvudtraktorn fördel av roboten bäst av allt - och inte en sopbil eller en lastbil.
Enskiva halvautomatiska maskiner används ofta i bilracing. Ibland tränger rasingenjörernas prestationer in i sportbilar och förvandlas till fullfjädrade robotar ( Lamborghini Aventador ).