Robottivaihteisto (puhekielessä robotti , jäljempänä - RCP ) - vaihdelaatikko , jossa vaihteiden tehoalueen pienentämisestä ja murskaamisesta vastaavan kokoonpanon suunnittelu näyttää yleensä käsivalintaiselta vaihteistolta , mutta itse vaihteisto toimii automaattisesti ja toimii eivät vaadi kuljettajan puuttumista vaihtoprosessiin. Toisin kuin perinteisissä hydraulisissa automaattikoneissa, RCP:ssä on vaikea automatisoida työprosesseja ilman apuelektroniikkaa, joten RCP tuli mahdolliseksi vasta kompaktien ja luotettavien mikroprosessoriohjausjärjestelmien myötä .
Yksi ensimmäisistä massamalleista oli amerikkalainen kuorma-autotraktoreihin tarkoitettu 10-nopeuksinen RCP Eaton Autoshift , joka kehitettiin 10-nopeuksisen ei-synkronoidun manuaalivaihteiston Fuller RTO-10 pohjalta ja jota valmistettiin vuodesta 1997 tähän päivään (2020). [1] Nykyaikaisissa kuljetuslaitteissa RCP:itä käytetään samoin kuin hydromekaanisia automaattivaihteistoja sekä kuorma- että henkilöautoissa, ja ne voidaan suorittaa kahdella täysin erilaisella mekaanisella mallilla: RCP yhdellä kytkimellä ja RCP kahdella kytkimellä [2] .
Eurooppalaisessa teknisessä sanakirjassa RCP:t merkitään kielestä riippumatta yleensä lyhenteellä AMT - Automated Manual / Mechanical Transmission. Tämän lisäksi kaksoiskytkin-RCP:itä voidaan kutsua nimellä DCT - Dual Clutch Transmission, vaikka "automaattisen" määritelmä on jätetty pois tästä.
Kuten muissakin automaattivaihteistoissa, kuljettajalla on vain kaksi poljinta: jarru ja kaasu. Käsivaihteiston käyttäytyminen miniminopeudella eroaa automaattivaihteistosta, ja manuaalivaihteisto voi jäljitellä hydraulista automaattivaihteistoa [3] (alhaisilla nopeuksilla momentinmuunnin muuttuu alasvaihteeksi ja voittaa jarrutusvoiman, joten jarrupoljin ohjaus), ja se voi toimia täysin eri tavalla (esimerkiksi ajaa kevyestä kaasun paineesta) [2] . On tunnettu tapaus: yksilevyisen VAZ-robotin ensimmäiset versiot ajoivat kevyesti kaasua painamalla, mutta lisämuunnoksissa ne lisäsivät laiteohjelmistoon osittaisen vesiautomaattivaihteiston emuloinnin [4] .
Manuaalivaihteiston valitsimessa on seuraavat tilat:
Pysäköintitila on saatavilla Volkswagen DSG -laatikossa, ja se puuttuu VAZ-käsivaihteistosta. VAZ-kuljettaja jättää auton N-tilaan (vapaalla) tai D/R-asentoon (ensimmäinen/peruutus). Kuten automaattivaihteistoissa, P-tila täydentää, ei korvaa, seisontajarrua eikä pidä autoa rinteessä.
Manuaalivaihteisto vaatii hienovaraista kytkinpolkimen työtä, ja tämän ongelman ratkaisemiseksi suunnitteluajattelu on mennyt eri suuntiin. Yksi niistä on tehdä täysin erilainen mekanismi, jossa nopeutta vaihdetaan puristamalla yhtä tai toista monivaiheisen voimansiirron osaa, ja tällöin syntyvät iskut sammutetaan nestemäisellä väliaineella - näin perinteinen hydromekaaninen automaattivaihteisto toimii . Toinen on yksinkertaisempi - pakottaa automaatio puristamaan kytkintä. Ensimmäinen toimiva versio tällaisesta laatikosta - Saxomat - julkaistiin vuonna 1957. Tämä laatikko puristi vain kytkimen, vaihteet piti vaihtaa manuaalisesti [5] .
Jo ennen sotaa kuuluisa Adolf Kegress kuvaili kahdella kytkimellä varustetun laatikon käsitettä. Ei tiedetä, ruumiiliiko joku sen sitten metalliin. 1980-luvulla idean omaksuivat Porschen kilpa-insinöörit, jotka tekivät ensimmäisen toimivan version kahdella kytkimellä varustetusta manuaalivaihteistosta analogisella elementtipohjalla [6] . Laatikko tuli raskaaksi ja epäluotettavaksi, käynnistymiseen vaadittiin jalkakytkin, mutta lähtö tehtiin, Porsche 956 suoriutui ja osoitti hyviä tuloksia, ja järjestelmä parani edelleen kilpa-autoissa [7] . Kävi kuitenkin ilmi, että myös nykyaikaisista materiaaleista valmistetut yksikytkinmallit vaihtuvat melko nopeasti. Moderni korkean sarjan kilpa-autojen laatikko, mukaan lukien Formula 1 , on yksikytkimellä varustettu puoliautomaatti (yksinkertaisuuden vuoksi peräkkäinen nokka, joka on melko hyväksyttävää kilpailussa).
Vuonna 2003 Volkswagen AG julkaisi ensimmäisen kaksilevyisen "robotin" maantieautoille. Ja nykyään Volkswagen DSG on tunnetuin ja yleisin kahdella kytkimellä varustetuista roboteista, ja mekatroniikka on minkä tahansa robotin toimilaitteen lempinimi (kuten Volkswagen sitä kutsuu ). Jos robotti kahdella öljykytkimellä Volkswagen DSG6 DQ250 erosi vähän vikatilastoissa muista laatikoista, niin "nuorempi veli" Volkswagen DSG7 DQ200 kahdella kuivakytkimellä osoittautui melko epäonnistuneeksi [8] . Valmistaja sanoi: tämä on erittäin lupaava laatikko, eikä hän kieltäydy siitä, vastineeksi hän antaa takuun 5 vuodeksi tai 150 tuhanneksi kilometriksi. Vuodesta 2014 lähtien laatikko tunnustettiin riittävän luotettavaksi ja kieltäytyi tällaisesta takuusta.
Samaan aikaan kaksilevyisten robottien kanssa ilmestyi myös yksilevyisiä robotteja - niillä ei ollut mitään tekemistä kilpasuunnittelun kanssa, ne olivat todistettuja mekaniikkoja, joihin toimilaitteet kiinnitettiin. Markkinointi- ja suunnittelukokeilu epäonnistui: ensimmäiset "robotit" vaihtoivat kuin autokoulusta valmistuneet, nykimällä ja nykimällä [2] . 2010-luvun loppuun mennessä tiukat ympäristömääräykset [6] pakottivat eurooppalaiset valmistajat ottamaan massiivisesti käyttöön manuaalisia vaihteistoja.
Kahden perinteisen järjestelmän - yhdellä ja kahdella kytkimellä - lisäksi on myös eksoottisia järjestelmiä. Kolmella kytkimellä varustettu laatikko on patentoitu [6] . Harvoin on olemassa "automaattia ilman vääntömomentin muuntajaa" [9] - "automaatin" ja "robotin" sekoitus, hydraulinen planeettavaihteisto kytkimellä. Yhtä kytkimistä ("kytkin") käytetään käynnistykseen, sitä vahvistetaan, määrätään erityisiä ohjausalgoritmeja. Lisävaihto - kuten automaattivaihteistossa. On myös CVT:itä ilman momentinmuunninta [10] . Koenigsegg Jesko on varustettu 9-vaihteisella kolmiakselisella vaihteistolla ilman vaihteita, mutta 7 kytkimellä [11] .
Yksilevyinen manuaalivaihteisto on kytkimellä varustettu manuaalivaihteisto, johon on asennettu kaksi vetolaitetta (toimilaitetta): toinen vastaa kytkimen painamisesta, toinen vaihteiden valinnasta ja vaihtamisesta. Voimat voivat olla joko sähköisiä (moottoreilla ohjattuja) Toyota Corollaa tai hydraulisia (solenoideilla ohjattuja) Citroen Picasso.
Jos vaihteisto on hydraulinen (käytetään yleensä kalliissa autoissa), on myös pumppu, joka ylläpitää painetta hydraulijärjestelmässä ja hydraulilevy ( öljyreitit ja venttiilin istukat tehty isoon metallilevyyn). Mielenkiintoista on, että pienitehoisiin Volkswagen-autoihin asennettu kaksilevyinen vaihdelaatikko DSG7 DQ200 vastaanotettiin: se on sähköhydraulinen, pienitehoisella sähköpumpulla, joka ei pysty ylläpitämään painetta, jos nestevirtaus alkaa. Hydraulipumppu toimii hammaspyöräpumpun periaate. Se imee hydrauliöljyä ja toimittaa sen öljypiiriin 70 baarin paineella. Painetta tukee hydraulinen akku (vastaanotin). Jos koneessa valitsin on useita venttiilejä yhteisessä varressa, niin robotin valitsin on puhtaasti sähköinen kytkin, prosessori hoitaa moodien käsittelyn.
Tärkeä autonvalmistajien osaaminen on kytkentäalgoritmit: robotin tulee sopeutua kytkinlevyn luonnolliseen kulumiseen [12] , ei saa häiritä kuljettajaa epäonnistuneilla vaihdoilla ja suorittaa erilaisia ajotekniikoita manuaalisessa autossa. Opel Easytronic -robotti vastaanottaa tietoja ABS -antureilta , eikä kytkeydy, jos auto kääntyy - ja kaasun vapauttaminen päinvastoin on signaali vaihdosta [12] . Lada Vesta toteuttaa sellaisia kansanmukaisia ajotekniikoita, kuten pysäköinti vaihteella, talvella 2. vaihteesta alkaen , moottorin käynnistäminen "työntimestä", vetäminen ulos mudasta "keinuminen" [13] . Lamborghini Aventadorissa on yksikytkinrobotti , mutta haarukoita ohjaa neljä itsenäistä hydraulista toimilaitetta, ja vierekkäiset vaihteet (paitsi viimeinen pari, 6-7) ovat eri haarukoissa, mikä antaa urheiluautolle vakaan 50 ms:n vaihdon. aika [14] . Tavaralaatikko Volvo I-Shift ei ole synkronoitu, akselien pyörimisen synkronointi saavutetaan ohjelmistolla.
Lähes kaikki robottiautot on varustettu automaattisilla rekyylijärjestelmillä ( mäkiavustin ) [15] [3] . Tämän toiminnon epäonnistuminen voi aiheuttaa haittoja ja jopa onnettomuuden [10] .
Vaihtaakseen robotti ottaa tietoja useista ajoneuvojärjestelmistä, ja jos nämä anturit epäonnistuvat, virheet ovat mahdollisia. Monet robotit lakkaavat toimimasta normaalisti, kun jarruvalo ei toimi [12] .
Kaksilevyinen manuaalivaihteisto on kaksi rinnakkaista manuaalivaihteistoa, joissa on kaksi kytkintä yhdessä, toinen parillisille ja toinen parittomille vaihteille. Kun auto on 1. vaihteella, pariton laatikko on 1. vaihteella ja kytkin ja parillinen vain 2. vaihde ja kytkin on auki.
Kun on vaihdettava 2. vaihteelle, yksi kytkin on irti, toinen on kytkettynä. Kun tietokone näkee kuljettajan jatkavan kiihdytystä, se valmistelee 3. vaihteen parittomalla laatikolla, ja kun on aika vaihtaa, se avaa jälleen yhden kytkimen ja sulkee toisen.
Siksi laatikkoa kutsutaan esiselektiiviseksi ( "esivalinnalla" ) - auton ajaessa 2. vaihteella laatikko valmistelee 3. vaihteen etukäteen, jotta se voi vaihtaa siihen nopeasti myöhemmin. Kaksilevyiset manuaalivaihteistot kytkeytyvät 0,2 sekunnissa tai jopa nopeammin [6] , tehonvirtausta keskeyttämättä, mutta vain etukäteen valmisteltuun vaihteeseen [3] . Ennustevirheet (esimerkiksi jyrkkä kiihtyvyys säästötilasta ja siksi kiireellinen laskeutuminen kahdella tai kolmella vaihteella) johtavat viiveeseen [3] .
Kaksilevyisten robottien tärkeimmät edut ovat sujuva vaihto ja polttoainetalous. Haittoja ovat erittäin viive kiihdytyksen aikana [3] , hinta automaattisen koneen tasolla, ei paras käyttäytyminen alhaisilla nopeuksilla ja huonosti toteutettu (vuodelle 2018) korjaus [16] - esimerkiksi Volkswagen AG yksinkertaisesti muuttuu kytkinyksikkö tai mekatroniikka useimpiin ongelmiin [8] .
Merkintä. Mekaanisia laatikoita kutsuttiin myös esiselektiivisiksi, joissa seuraava vaihde ilmoitetaan ennen päälle kytkemistä: kun valitsinta vaihdetaan, jouset viritetään tai pneumaattiset venttiilit kytketään, kun kytkinpoljinta painetaan, ne toimivat ja asettavat vaihteen automaattisesti. Tällä ei ole mitään tekemistä RP:n kanssa.
Vuonna 2019 kaksilevyistä manuaalivaihteistoa käytetään monissa ajoneuvoluokissa. Edullisissa ja keskiluokan autoissa sen hinta ja kulutus on verrattavissa "automaattiseen" kuin manuaalivaihteistoon. Näin ollen 122 hevosvoiman turboahdetun Volkswagen Golfin ilmoitettu kulutus on 5,9 l / 100 km "robotilla" ja 6,3 manuaalilla [17] .
Urheiluautoissa kaksilevyisiä "robotteja" rakastetaan nopeaan vaihtoon, mikä tarkoittaa dynaamista kiihtyvyyttä. Joten 1200 hevosvoiman Bugatti Veyron on varustettu 7-vaihteisella "robotilla" ja kiihtyy 100 km/h 2,5 sekunnissa [18] . 425 hevosvoiman BMW M3 manuaalivaihteistolla kiihtyy 100 km/h 4,1 sekunnissa, "robotilla" 3,9 sekunnissa [19] .
Mitsubishi Fuso Truck and Bus Corporation varusti ensimmäisenä kuorma-auton kaksilevyisellä robotilla vuonna 2011 [20] . Myöhemmin muut valmistajat ottivat idean ( John Deere - 2012, Volvo - 2014), mutta vuodelle 2019 tällaiset kuorma-autot ovat edelleen eksoottisia: monimutkaiset mallit eivät lisää kuorma-auton kannattavuutta [15] .
Robotti ei sovellu katumaastureihin , rakennuslaitteisiin: miniminopeudella ja suurella vetovoimalla vääntömomentinmuunnin toimii paremmin [21] [10] [15] .
Automaatti ilman vääntömomentin muuntajaa on äärimmäisen harvinainen, lähinnä kalliissa edustusautoissa ( Aurus Senat , Mercedes-Benz S-luokan urheiluvarusteet [22] ). Vaikka oli ehdotuksia VAZ:ien varustamisesta tällaisella konekiväärillä [9] . CVT ilman vääntömomentin muuntajaa löytyy esimerkiksi Subaru Forester crossoverista .
Yksilevyistä manuaalivaihteistoa henkilöautoissa vuodelle 2019 käytetään halvuutensa ja perustavanlaatuisten puutteidensa vuoksi (vaihtaminen vie aikaa, ja nämä kytkimet tapahtuvat hallitsemattomilla hetkillä) vain edullisissa autoissa (esimerkiksi Lada Vesta ). Suurten merkkien ( Volkswagen , Hyundai , KIA , Ford ) 2019 mallistoissa ei ole yksilevyisiä robotteja - vaikka niitä on nähty ennenkin (esim. Citroën C3 ).
Tavaraliikenteessä käytetään edelleen yksilevyisiä robotteja (Eaton Autoshift, Eaton Ultrashift, Volvo I-Shift, Renault Optidriver). Kuorma-autossa on yli tusina vaihdetta monimutkaisilla vaihtokuvioilla (yksi vipu valitsee useita vaihteita, toinen - varsinainen vaihde, usein yksi vivuista on esivalitsin - vaihtaa vaihdetta, kun kuljettaja painaa kytkintä [23] ) , ja jopa puoliautomaattinen vaihtaminen on kätevämpää kuin täysin manuaalinen . Lisäksi monet näistä roboteista on osittain yhdistetty manuaalisiin laatikoihin. Käsivaihteistoista periytyneen manuaalivaihteiston tunnettu haitta - miniminopeuksilla joutuu ajamaan kytkimen luistolla ja kuljettaja näkee tieolosuhteet paremmin kuin robotti - on ratkaistu ottamalla käyttöön alennusvaihteet, jotka antavat vakaan liikkeen alle nopeuksilla. 1 km/h [24] [25] . Uskotaan [15] , että kaikista kuorma-autoista päätraktori hyötyy parhaiten robotista – ei roska-autosta tai jakeluautosta.
Yksilevyisiä puoliautomaattisia koneita käytetään usein autokilpailuissa. Joskus kilpa-insinöörien saavutukset tunkeutuvat urheiluautoihin muuttuen täysimittaisiksi roboteiksi ( Lamborghini Aventador ).