Robotgearkasse (i daglig tale robot , herefter - RCP ) - gearkasse , hvor designet af den enhed, der er ansvarlig for reduktion og knusning af kraftområdet i gear, generelt ligner en manuel gearkasse , men selve gearkassen fungerer automatisk og gør ikke kræve førerindgriben i skifteprocessen. I modsætning til traditionelle hydrauliske automatiske maskiner er det vanskeligt at automatisere arbejdsprocesser i RCP uden hjælpeelektronik, derfor blev RCP kun mulig med fremkomsten af kompakte og pålidelige mikroprocessorstyringssystemer .
En af de første massemodeller var den amerikanske cargo 10-trins RCP Eaton Autoshift til lastbiltraktorer , udviklet på basis af den 10-trins ikke-synkroniserede manuelle gearkasse Fuller RTO-10, og produceret fra 1997 til nu (2020). [1] På moderne transportudstyr anvendes RCP'er på lige fod med hydromekaniske automatiske transmissioner både på lastbiler og personbiler, og kan udføres på basis af to fundamentalt forskellige mekaniske skemaer: RCP med en kobling og RCP med to koblinger [2] .
I det europæiske tekniske leksikon, uanset sproget, er RCP'er normalt betegnet med forkortelsen AMT - Automated Manual / Mechanical Transmission. Ud over dette kan dobbeltkoblings RCP'er omtales som DCT - Dual Clutch Transmission, selvom definitionen af "automatisk" er udeladt her.
Som med andre typer automatiske gearkasser har føreren kun to pedaler: bremse og gas. Den manuelle gearkasses opførsel ved minimumshastighed adskiller sig fra den automatiske gearkasse, og den manuelle gearkasse kan både efterligne en hydraulisk automat [3] (ved lave hastigheder bliver momentomformeren til en nedgearing og overvinder bremsekraften, deraf bremsepedalen kontrol), og det kan fungere helt anderledes (f.eks. køre fra et let tryk på gassen) [2] . Der er et kendt tilfælde: de første versioner af en enkelt-disk VAZ-robot kørte ved at trykke let på gassen, men i yderligere modifikationer tilføjede de delvis emulering af en hydro-automatisk transmission til firmwaren [4] .
Den manuelle gearvælger har følgende tilstande:
Parkeringstilstand er tilgængelig i Volkswagen DSG -boksen og er fraværende i VAZ-manuel gearkasse. VAZ-føreren forlader bilen i N-tilstand (i neutral) eller D/R (i første/bak). Som med automatiske gearkasser supplerer P-tilstanden i stedet for at erstatte parkeringsbremsen og holder ikke bilen på en skråning.
En manuel gearkasse kræver delikat arbejde med koblingspedalen, og designtanken er gået i forskellige retninger for at løse dette problem. En af dem er at lave en helt anden mekanisme, hvor hastigheden skiftes ved at klemme en eller anden del af flertrinstransmissionen, og de stød, der opstår i dette tilfælde, slukkes af et flydende medium - sådan er en traditionel hydromekanisk automatgear fungerer . Den anden er mere ligetil - at tvinge automatikken til at klemme koblingen. Den første driftsversion af en sådan boks - Saxomat - blev udgivet i 1957. Denne kasse pressede kun koblingen ud, gearene skulle skiftes manuelt [5] .
Allerede før krigen beskrev den berømte Adolf Kegress konceptet med en kasse med to koblinger. Det vides ikke, om nogen så legemliggjorde det i metal. I 1980'erne blev ideen opfanget af Porsches raceringeniører, som lavede den første fungerende version af en manuel gearkasse med to koblinger på en analog elementbase [6] . Kassen kom tung og upålidelig ud, en fodkobling var påkrævet for at starte, men starten blev lavet, Porsche 956 præsterede og viste gode resultater, og systemet fortsatte med at forbedre sig i racerbiler [7] . Det viste sig dog, at enkeltkoblingsdesign lavet af moderne materialer også skifter ret hurtigt. Den moderne kasse af højserie racerbiler, inklusive Formel 1 , er en enkeltkoblings semi-automatisk (for nemheds skyld , sekventiel cam, hvilket er ganske acceptabelt i racing).
I 2003 udgav Volkswagen AG den første "robot" med to skiver til vejbiler. Og i dag er Volkswagen DSG den mest berømte og udbredte af robotter med to koblinger, og mekatronik er kaldenavnet for aktuatoren af enhver robot (som den kaldes af Volkswagen ). Hvis robotten med to oliekoblinger Volkswagen DSG6 DQ250 adskilte sig lidt med hensyn til fejlstatistikker fra andre kasser, så viste "yngre bror" Volkswagen DSG7 DQ200 med to tørre koblinger sig at være ret mislykket [8] . Producenten sagde: dette er en meget lovende boks, og han vil ikke nægte det, til gengæld giver han en garanti i 5 år eller 150 tusinde kilometer. Siden 2014 blev boksen anerkendt som pålidelig nok og nægtede en sådan garanti.
Samtidig med dobbelt-skive-robotterne dukkede også single-disk-robotter op - de havde intet at gøre med racerdesign, de var gennemprøvede mekanikker, som aktuatorer var fastgjort til. Marketing- og ingeniøreksperimentet mislykkedes: De første "robotter" skiftede som kandidater fra køreskoler med ryk og ryk [2] . I slutningen af 2010'erne tvang strenge miljøbestemmelser [6] europæiske producenter til massivt at indføre manuelle gearkasser.
Udover de to traditionelle ordninger - med en og to koblinger - er der også eksotiske ordninger. En kasse med tre koblinger er patenteret [6] . Sjældent er der en "automatisk uden momentomformer" [9] - en blanding af en "automatisk" og en "robot", en hydraulisk planetgearkasse med en kobling. En af koblingerne ("kobling") bruges til start, den gøres stærkere, specielle kontrolalgoritmer er foreskrevet. Yderligere skift - som i en automatgearkasse. Der findes også CVT'er uden momentomformer [10] . Koenigsegg Jesko er udstyret med en 9-trins tre-akslet gearkasse uden gearskiftere, men med 7 koblinger [11] .
En manuel gearkasse med enkelt skive er en manuel gearkasse med en kobling, hvorpå to drev (aktuatorer) er installeret: den ene er ansvarlig for at trykke koblingen ned, den anden for at vælge og skifte gear. Drevene kan enten være elektriske (styret af motorer) Toyota Corolla eller hydrauliske (styret af solenoider) Citroen Picasso.
Hvis gearkassen er hydraulisk (bruges normalt i dyre biler), er der også en pumpe, der holder trykket i hydrauliksystemet og en hydraulisk plade (oliebaner og ventilsæder lavet i en stor metalplade). Interessant nok blev den to-skive gearkasse DSG7 DQ200, installeret i Volkswagen-biler med lav effekt, modtaget: den er elektrohydraulisk med en laveffekt elektrisk pumpe, der ikke er i stand til at holde trykket, hvis væskestrømmen begynder. Den hydrauliske pumpe arbejder på princippet om en tandhjulspumpe. Den suger hydraulikolie ind og leverer den til oliekredsløbet ved et tryk på 70 bar. Trykket understøttes af en hydraulisk akkumulator (modtager). Hvis vælgeren i maskinen er flere ventiler på en fælles spindel, så er robottens vælger en rent elektrisk kontakt, processoren håndterer behandlingen af tilstandene.
En vigtig knowhow hos bilproducenter er omskiftningsalgoritmer: Robotten skal tilpasse sig det naturlige slid på koblingsskiven [12] , ikke forstyrre føreren med mislykket skift og udføre forskellige køreteknikker i en manuel bil. Opel Easytronic- robotten modtager information fra ABS -sensorerne og skifter ikke, hvis bilen drejer - og at slippe gassen er tværtimod et signal om at skifte [12] . Lada Vesta implementerer sådanne folkelige køreteknikker som at parkere i gear, starte om vinteren fra 2. gear, starte motoren "fra pusheren", trække den ud af mudderet "gynge" [13] . Lamborghini Aventador har en enkeltkoblingsrobot, men gaflerne styres af fire uafhængige hydrauliske aktuatorer, og tilstødende gear (bortset fra det sidste par, 6-7) er på forskellige gafler, hvilket giver sportsvognen et solidt 50 ms skifte tid [14] . Lastkassen Volvo I-Shift er ikke synkroniseret, synkroniseringen af rotationen af akslerne opnås af software.
Næsten alle biler med robotter er udstyret med automatiske rekylsystemer ( bakkeassistent ) [15] [3] . Fejl i denne funktion kan forårsage gener og endda en ulykke [10] .
For at skifte tager robotten information fra en række forskellige køretøjssystemer, og hvis disse sensorer svigter, er fejl mulige. Mange robotter holder op med at arbejde normalt, når bremselyset svigter [12] .
En dobbeltskive manuel gearkasse er to parallelle manuelle gearkasser med to koblinger i én, den ene til lige gear, den anden til ulige gear. Når bilen er i 1. gear er ulige kasse i 1. gear og koblingen, og i lige boks er kun 2. gear og koblingen åben.
Når der er behov for at skifte til 2. gear, er den ene kobling frakoblet, den anden er indkoblet. Når computeren ser, at chaufføren fortsætter med at accelerere, forbereder den 3. gear på ulige kasse, og når det er tid til at skifte, åbner den igen den ene kobling og lukker den anden.
Derfor kaldes boksen præselektiv ( “med et foreløbig valg” ) - mens bilen kører i 2. gear, forbereder boksen sig 3. på forhånd, så den hurtigt kan skifte til den senere. Dobbelt-skive manuelle gearkasser skifter på 0,2 s eller endnu hurtigere [6] , uden at afbryde kraftstrømmen, men kun til det gear, der er forberedt på forhånd [3] . Fejl i forudsigelsen (for eksempel en skarp acceleration fra økonomitilstand og derfor en presserende nedstigning med to eller tre gear) fører til en forsinkelse [3] .
De vigtigste fordele ved dual-disk robotter er jævn skift og brændstoføkonomi. Ulemperne er selve forsinkelsen under acceleration [3] , prisen på niveau med en automatisk maskine, ikke den bedste adfærd ved lave hastigheder og en dårligt gennemarbejdet (for 2018) reparation [16] - for eksempel ændrer Volkswagen AG sig simpelthen koblingsenheden eller mekatronikken til de fleste problemer [8] .
Bemærk. Mekaniske kasser blev også kaldet præselektive, hvor det næste gear er angivet inden tænding: Når vælgeren skiftes, spænes fjedrene eller pneumatiske ventiler skiftes, når koblingspedalen trykkes ned, fungerer de og indstiller automatisk gearet. Dette har intet med RP at gøre.
For 2019 bruges en to-disk manuel gearkasse i en lang række køretøjsklasser. På biler af en billig og mellemklasse kan den prale af en pris og forbrug, der kan sammenlignes med en "automatisk" som i en manuel gearkasse. Således er det oplyste forbrug for en 122-hestes turboladet Volkswagen Golf 5,9 l/100 km på en “robot” og 6,3 på en manuel [17] .
På sportsvogne er "robotter" med to diske elsket for hurtigt at skifte, hvilket betyder dynamisk acceleration. Så Bugatti Veyron på 1200 hestekræfter er udstyret med en 7-trins "robot" og accelererer til 100 km/t på 2,5 s [18] . En 425-hestes BMW M3 med manuel gearkasse accelererer til 100 km/t på 4,1 sekunder, med en "robot" - på 3,9 [19] .
Mitsubishi Fuso Truck and Bus Corporation var den første til at udstyre en lastbil med en to-skive robot i 2011 [20] . Efterfølgende blev ideen opfanget af andre producenter ( John Deere - 2012, Volvo - 2014), men for 2019 forbliver sådanne lastbiler eksotiske: komplekse design tilføjer ikke rentabiliteten til lastbilen [15] .
Robotten er ikke anvendelig i SUV'er , entreprenørudstyr: ved minimumshastighed med høj trækkraft fungerer momentomformeren bedre [21] [10] [15] .
En automat uden momentomformer er yderst sjælden, hovedsageligt i dyre repræsentative biler ( Aurus Senat , sportsudstyr i Mercedes-Benz S-klassen [22] ). Selvom der var forslag om at udstyre VAZ'er med en sådan maskinpistol [9] . En CVT uden momentomformer findes for eksempel i Subaru Forester crossover .
En enkelt-disk manuel gearkasse i personbiler for 2019, på grund af dens billighed og grundlæggende mangler (det tager tid at skifte, og disse kontakter forekommer i ukontrollerede øjeblikke), bruges kun i billige biler (for eksempel Lada Vesta ). I rækken af store mærker ( Volkswagen , Hyundai , KIA , Ford ) for 2019 er der ingen single-disk robotter - selvom de er set før (for eksempel Citroën C3 ).
Inden for godstransport bliver single-disk-robotter fortsat brugt (Eaton Autoshift, Eaton Ultrashift, Volvo I-Shift, Renault Optidriver). Lastbilen har mere end et dusin gear med komplekse skiftemønstre (et håndtag vælger et antal gear, det andet - det faktiske gear, ofte er et af håndtagene en forvælger - skifter gear, når føreren trykker på koblingen [23] ) , og selv halvautomatisk skift er mere bekvemt end fuldt manuelt . Derudover er mange af disse robotter delvist forenet med manuelle kasser. En velkendt ulempe ved en manuel gearkasse nedarvet fra manuelle gearkasser - ved minimumshastigheder skal man køre med koblingsglidning, og føreren ser bedre vejforhold end en robot - løses ved at indføre reduktionsgear, der giver stabil bevægelse ved hastigheder mindre end 1 km/t [24] [25] . Det menes [15] at af alle lastbiler har hovedtraktoren størst fordel af robotten – og ikke en skraldebil eller en varebil.
Single-disk semi-automatiske maskiner bruges ofte i auto racing. Nogle gange trænger raceingeniørernes præstationer ind i sportsvogne og bliver til fuldgyldige robotter ( Lamborghini Aventador ).