Автоматизированная механическая трансмиссия АМТ
Среди разнообразных видов трансмиссий выделяется особая категория – коробка передач с автоматической механикой (АМТ). Эта разновидность трансмиссии является формой автоматической коробки передач, и она представляет собой механическую коробку, которая автоматически осуществляет переключение передач. Управление переключением передач осуществляется специальным электронным блоком управления коробкой, который направляет сигналы к исполнительным устройствам, называемым актуаторами.
АМТ коробка передач: особенности, устройство, принцип работы
Чтобы разобраться в плюсах и минусах коробки передач с автоматической механикой (АМТ), а также понять её принцип работы, давайте сначала вспомним, как работают механическая коробка передач (МКПП) и классическая гидромеханическая коробка (АКПП).
В автомобилях с МКПП водитель самостоятельно выбирает и переключает передачи, учитывая различные факторы и условия (например, старт с места, скорость, нагрузка на двигатель, необходимость резкого ускорения и поддержания определенной скорости). Для переключения передач "вверх" или "вниз" водитель также должен постоянно использовать сцепление при переключении между передачами. Это требует большего усилия от водителя и делает управление автомобилем более сложным. Однако, МКПП обеспечивает полный контроль над автомобилем, она является простой в конструкции, хорошо изучена и обычно надежна, а также легко поддается ремонту. Более того, при правильной технике вождения на МКПП можно достичь хороших показателей по топливной экономии.
С другой стороны, гидротрансформаторные АКПП автоматически переключают передачи, что значительно упрощает процесс вождения. Однако они имеют более низкий КПД, что приводит к увеличению расхода топлива (в среднем на 15-20%).
Коробки-автоматы также менее надежны, имеют более сложную конструкцию, требуют регулярного обслуживания, а ремонт коробок передач может быть дорогим и не всегда качественным.
Теперь вернемся к коробке передач с автоматической механикой (АМТ). Роботизированная коробка передач АМТ объединяет удобство автоматической коробки и экономичность механической. Кроме того, её производство дешевле, что снижает стоимость автомобиля с такой трансмиссией.
Проще говоря, работа коробки-робота напоминает гидромеханический автомат (переключение передач автоматически), но она ближе к конструкции механической коробки. Результатом является высокая топливная экономия, надежность, способность справляться с высокими крутящими моментами и большими нагрузками.
Устройство коробки АМТ и виды роботизированных коробок
Итак, после изучения особенностей AMT коробки передач и её сравнения с аналогами, давайте перейдем к разбору устройства этого типа трансмиссии.
Когда речь идет о роботизированной коробке передач, у разных производителей могут быть некоторые отличия в конструкции, но в общем устройстве они имеют обязательные базовые элементы:
- Сцепление.
- Механическая коробка передач.
- Специальный механизм для управления сцеплением и передачами.
- Электронная система управления.
Что касается сцепления, в коробке AMT оно является фрикционного типа. Сама коробка передач по конструкции схожа с механической коробкой передач. Кроме того, роботизированные коробки могут быть оснащены электрическим или гидравлическим устройством для управления сцеплением.
В случае электрического устройства, оно включает в себя электродвигатель и механический механизм, тогда как гидравлическое устройство включает в себя гидроцилиндры, управляемые электромагнитными клапанами. Второй вариант представляет собой электрогидравлический механизм управления сцеплением в роботизированной коробке передач.
Сравнив два вида устройств, можно сказать, что электрическое устройство более простое, но переключает передачи медленнее (до 0,5 секунды). Гидравлическое устройство более сложное, но работает быстрее (0,05 секунды), хотя требует больше энергии.
Очевидно, что изначально электрический привод сцепления устанавливался преимущественно на более доступные модели автомобилей, в то время как гидравлический привод, как правило, предпочитали использовать в бизнес-классе, автомобилях премиум-класса, мощных спорткарах и так далее.
Следует также отметить, что в современных автомобилях среднего класса можно встретить как гидравлический, так и электрический "робот", хотя в большинстве случаев используется преселективная роботизированная коробка передач с двумя сцеплениями.
Такой тип роботизированной коробки (например, известная как DSG от Volkswagen) обладает очень высокой скоростью переключения (приближенной к 0,2 секунды) и использует более простой электрический привод сцепления. Это значительно упрощает и удешевляет общую конструкцию.
Система управления роботизированной коробкой является электронной. Она включает в себя блок управления, датчики и исполнительные устройства. В блок управления поступают сигналы от электронных датчиков, таких как частота вращения на входе и выходе коробки, положение селектора и другие параметры. Блок также имеет тесную связь с системой управления двигателем (ЭСУД).
Затем блок анализирует полученную информацию и отправляет управляющие сигналы исполнительным устройствам. Если привод сцепления электрический, сигнал направляется на электродвигатель. В случае использования гидравлического привода, блок управляет работой электромагнитных клапанов.
Роботизированная коробка передач с двойным сцеплением: преселективный робот и его особенности
Как было упомянуто ранее, главным недостатком однодисковой роботизированной коробки с электрическим приводом сцепления является медленная скорость переключения передач. В результате этого происходит заметный разрыв в мощности, ухудшается динамика автомобиля, и переключение передач (особенно в сравнении с автоматическими коробками передач) происходит жестко и рывками, а также занимает значительное время.
Использование гидравлического привода усугубляет ситуацию, так как оно усложняет конструкцию и делает её более дорогостоящей. Требования к качеству масла в коробке передач, его давлению и другим параметрам также возрастают. Решением данной проблемы стала преселективная коробка с двойным сцеплением, которая делает коробку быстрой, экономичной и более доступной.
В коробках с двойным сцеплением переключение передач происходит следующим образом: когда одна передача уже активирована, следующая уже выбрана и готова к включению. Это позволяет роботизированной коробке быстро переключаться как вверх, так и вниз, и в результате мощность остается практически непрерывной. Коробка работает плавно, переключения практически незаметны для водителя. Кроме того, роботы с двойным сцеплением компактны, что позволяет устанавливать их на небольшие автомобили класса A и B.
Что касается типов сцеплений, коробки с двойным сцеплением могут иметь два варианта: с сухим и мокрым сцеплением. "Мокрое" сцепление предполагает работу в масляной среде и способно передавать больший крутящий момент. Однако такие коробки (например, DSG-6) имеют меньший КПД, требуют больше трансмиссионного масла и обслуживаются дороже. Коробки с "сухим" сцеплением (например, DSG-7) способны выдерживать меньший крутящий момент, но они более компактны. Обычно коробки с "сухим" сцеплением устанавливаются на малолитражные автомобили, в то время как "мокрое" сцепление предпочтительно для внедорожников и автомобилей с мощным двигателем.
Как работает коробка АМТ
Принцип работы роботизированной коробки передач с автоматической механикой (АМТ или РКПП) следует рассмотреть более детально, так как такие устройства работают по схожему принципу.
В первую очередь, роботизированная коробка АМТ функционирует в двух режимах:
Автоматический режим: В этом режиме коробка АМТ действует подобно обычной гидромеханической автоматической коробке передач (АКПП). Электронный блок управления (ЭБУ) коробкой получает сигналы от различных датчиков и, на основе этой информации, передает команды исполнительным устройствам (актуаторам). Эти актуаторы занимаются выбором подходящей передачи, включением и выключением сцепления и так далее.
Ручной полуавтоматический режим (типтроник): Этот режим дает водителю возможность самостоятельно управлять переключением передач. Водитель может поднять или понизить передачу, изменить обороты двигателя на определенной передаче или продолжать движение на более высокой передаче с минимальными оборотами. Переключение может осуществляться при помощи подрулевых лепестков (переключателей) или с помощью рычага коробки передач. Важно отметить, что "роботы", особенно с двойным сцеплением, могут также иметь режим S (спорт-режим).
В спортивном режиме коробка позволяет двигателю выдавать максимальную мощность, автоматически переключая передачи и поддерживая обороты двигателя в среднем и высоком диапазоне (обычно не менее 4 тысяч оборотов в минуту). Этот режим пригоден для активного разгона, выполнения обгонов, динамичной езды и т. д., однако следует учитывать, что это также приводит к увеличению расхода топлива.