Устройство и принцип работы коробки передач Easytronic
Содержание
С выпуском каждого нового поколения автомобилей производители внедряют в свою продукцию все больше инновационных технологий. Некоторые из них повышают надежность определенных систем авто, другие призваны повысить комфорт в процессе управления транспортным средством. А третьи улучшаются с целью обеспечить максимальную активную и пассивную безопасность для всех, кто находится в салоне машины во время езды.
Трансмиссия автомобиля тоже подвергается постоянным обновлениям. Автопроизводители стараются улучшить переключение передач, надежность работы механизма, а также увеличить его рабочий ресурс. Среди разных модификаций КПП существуют механические и автоматические (подробно разница автоматических типов трансмиссий рассматривается в отдельной статье).
Автоматический вид коробок передач в первую очередь разрабатывался, как элемент системы комфорта, так как механический аналог по-прежнему отлично справляется со своей задачей. Главное при этом – не допускать ошибок при переключении передач (подробно об этом рассказывается в другом обзоре) и вовремя ее обслуживать (о том, что входит в данную процедуру, читайте здесь).
Автомат самостоятельно переходит на повышенную/пониженную передачу (электронный блок управления способен оценивать состояние автомобиля на дороге на основании множества датчиков, количество которых зависит от модели авто). Благодаря этому водитель не отвлекается от дороги, хотя для профессионала не проблема включить конкретную скорость, не смотря на рычаг переключения. Чтобы автомобиль начал движение или замедлялся, водителю достаточно изменять усилие, оказываемое на педаль газа. Включение/выключение конкретной скорости управляется электроникой.
Управление любой автоматической коробкой настолько простое, что в некоторых странах при обучении вождению новичка автошкола ставит отметку, что новоиспеченный водитель не допущен к управлению транспортными средствами, оснащенными механической коробкой передач.
Как разновидность автоматических трансмиссий был разработан РКПП, или роботизированная коробка. Но даже среди роботов имеется несколько модификаций. Например, одной из самых распространенных типов является DSG, которая разработана инженерами концерна VAG (о том, какие автомобили выпускает эта компания, читайте отдельно). Об устройстве и особенностях этого вида коробки передач рассказывается в другой статье. Другим конкурентом рассматриваемого роботизированного варианта трансмиссии является фордовская коробка PowerShift, о которой подробно рассказывается здесь.
Но сейчас сосредоточимся на аналоге, разработанном при сотрудничестве компаний Opel-Luk. Это РКПП Easytronic. Рассмотрим ее устройство, какой принцип ее работы, а также чем особенна эксплуатация данного агрегата.
Что такое коробка передач Easytronic
Подобно трансмиссии DSG6 или DSG7, коробка Изитроник представляет собой некий симбиоз между автоматической и механической трансмиссиями. Большинство деталей, передающих крутящий момент от силового агрегата на ведущие колеса, имеет ту же конструкцию, что и в классической механике.
Сам механизм работы тоже почти идентичен работе МКПП, только каждая передача включается/выключается в основном без участия водителя – ему достаточно выбрать необходимый режим (для этого имеется селектор переключения функций), и затем только нажимать газ или тормоз. Всю остальную работу выполняет электроника.
О достоинствах и недостатках данной трансмиссии мы поговорим немного позже. Но если коротко, то многие автомобилисты, кому позволяют финансовые возможности, останавливают свой выбор на таком типе, потому что он сочетает в себе легкость управления автомата с надежностью и экономичностью механики.
Ключевым отличием между роботом и механикой является отсутствие педали сцепления (водителю доступен только газ и тормоз, как и в автоматической КПП). За эту функцию (сцепление выжимается/отпускается) будет отвечать привод, работающий на электрогидравлике. А за перемещение шестерен и выбор нужных передач отвечает электродвигатель, который управляется ЭБУ. Действия водителя и дорожная обстановка являются лишь входными данными, которые обрабатываются микропроцессором. На основании запрограммированных алгоритмов определяется максимально эффективный момент переключения передач.
Принцип работы
Прежде чем рассмотреть, в чем заключается работа Easytronic, стоит обратить внимание, что агрегат с одноименным названием, но выпущенный в разные годы, может несколько отличаться от более старого аналога. Причина в том, что технологии не стоят на месте – они постоянно развиваются. Внедрение инноваций позволяет автопроизводителям увеличить срок службы, надежность или некоторые тонкости срабатывания автоматических систем, в том числе и трансмиссии.
Еще одна причина, почему производители постоянно вносят изменения в устройство или программное обеспечение разных агрегатов и механизмов автомобилей, это конкурентоспособность продукции. Чем новее и лучше товар, тем больше вероятности привлечь новых покупателей. Особенно это касается любителей разных новинок.
От классической АКПП робот отличается разрывом тяговых усилий (на некоторое время крутящий момент перестает поступать с мотора на вал коробки, как в механике при выжатом сцеплении) в процессе выбора и включения соответствующих скоростей, а также моментом срабатывания привода. Многих автомобилистов не устраивает работа обычного автомата, потому что часто он работает с опозданием или переходит на повышенную передачу, когда двигатель еще не достиг того диапазона оборотов, при котором наблюдается лучшая динамика (идеально этот параметр можно контролировать только на механике).
Именно по этой причине была разработана роботизированная трансмиссия – в угоду любителям как механики, так и автомата. Итак, как мы обратили внимание, роботизированная трансмиссия самостоятельно определяет время, когда нужно включить подходящую передачу. Рассмотрим, как будет работать система в двух доступных режимах: автоматическом и полуавтоматическом.
Автоматический режим работы
В этом случае трансмиссия полностью контролируется электроникой. Водитель только выбирает маршрут, и в соответствии с дорожной обстановкой нажимает соответствующую педаль: газа/тормоза. Во время изготовления данной трансмиссии на заводе выполняется программирование блока управления. Кстати, любая автоматическая коробка оснащается собственным микропроцессором. Каждый алгоритм активируется при поступлении в ЭБУ сигналов от разных датчиков (точный перечень этих сенсоров зависит от модели транспортного средства).
Данный режим позволяет коробке работать, как обычному автоматическому аналогу. Единственным отличием является отсоединение трансмиссии от мотора. Для этого используется корзина сцепления (подробно об устройстве этого механизма читайте в другом обзоре).
Вот как работает РКПП в автоматическом режиме:
- Уменьшается количество оборотов двигателя. Эта функция возложена на датчик положения коленвала (о том, как работает это устройство, читайте отдельно). В этом случае определяется количество оборотов коленчатого вала, и в блоке управления активируется соответствующий алгоритм.
- Выжимается корзина сцепления. В этот момент происходит разъединение ведущего вала от маховика (о том, какие функции выполняет маховик в машине, читайте здесь), чтобы без повреждений можно было подключить соответствующую шестерню.
- На основании сигналов, поступающих в блок управления от ходовой части, датчиков дросселя или положения педали газа и других сенсоров, определяется, какую передачу нужно включить. В этот момент выбирается подходящая шестерня.
- Чтобы в процессе включения сцепления не образовывались ударные нагрузки (ведущий и ведомый валы часто имеют разную скорость вращения, например, когда машина едет в горку, после выжима сцепления скорость вращения ведомого вала замедляется), в механизме устанавливаются синхронизаторы. Подробно о том, как они работают, читайте в другой статье. Эти небольшие механизмы обеспечивают синхронизацию вращения ведущего и ведомого вала.
- Включается соответствующая скорость.
- Отпускается сцепление.
- Повышаются обороты ДВС.
Стоит обратить внимание на то, что некоторые алгоритмы срабатывают одновременно. Например, если сначала сбросить обороты двигателя, а потом выжимать сцепление, то будет происходить торможение мотором. С другой стороны, при отсоединении сцепления на высоких оборотах из-за отсутствия нагрузки на ДВС, его обороты резко подскочат до максимума.
То же касается момента соединения диска сцепления с маховиком. Это действие и повышение оборотов силового агрегата должно происходить синхронно. Только в этом случае возможно плавное переключение скоростей. Идентичный принцип работы у механики, только все эти этапы выполняет водитель.
Если машина оказалась на затяжном подъеме, и коробка не была переведена в полуавтоматический режим, преодолеть это препятствие можно, но следует учесть, что автоматика переключает скорости не на основании нагрузки, которую испытывает двигатель, на основании оборотов коленвала. Поэтому, чтобы блок управления не переводил трансмиссию на повышенную/пониженную передачу, следует нажимать педаль газа на две трети, чтобы держать обороты силового агрегата приблизительно на одном уровне.
Полуавтоматический режим работы
В полуавтоматическом режиме трансмиссия будет работать практически в той же последовательности. Единственное отличие в том, что момент перехода на конкретную скорость выбирает сам водитель. О наличии полуавтоматического управления КПП свидетельствует специальная ниша на селекторе переключения режимов.
Рядом с основными настройками (драйв, задняя скорость, нейтральный режим, опционально круиз-контроль) имеется небольшое окошко, в которое перемещается рычаг КПП. В нем имеется всего две позиции: «+» и «-». Соответственно, каждая из позиций повышает или понижает передачу. Функционирует этот режим по принципу АКПП Tiptronic (об этой модификации трансмиссии читайте в другом обзоре). Чтобы повысить/понизить скорость, водителю необходимо довести транспортное средство до необходимой скорости движения, и переместить рычаг в нужную позицию.
Непосредственное участие в перемещении шестерен водитель не принимает, как в случае механической коробки. Он только дает команду электронике, когда необходимо переходить на другую шестерню. Пока в блок управления на этом режиме не поступит сигнал от рычага, машина продолжит ехать на прежней скорости.
Польза от такого режима в том, что водитель сам контролирует повышение/понижение скорости. Например, эта функция позволяет использовать торможение двигателем во время спуска по склону или в процессе затяжного подъема. Чтобы автоматика могла самостоятельно корректировать работу трансмиссии в соответствии с такой дорожной ситуацией, в пакет опций автомобиля должна входить помощь при движении по склонам (в другой статье рассказывается, как работает данный ассистент). Полуавтоматический режим роботизированной коробки Изитроник дает возможность водителю принудительно не позволить механизмам переключаться.
Чтобы в результате ошибки водителя трансмиссия случайно не переключилась с повышенной скорости при разгоне на пониженную (водитель нечаянно зацепил рычаг переключения скорости в режиме полуавтомат), электроника все равно контролирует работу трансмиссии. В случае необходимости устройство игнорирует некоторые команды водителя, расценивая их как случайные.
В некоторых моделях дополнительно присутствуют другие режимы. Вот как они работают:
- Зима. В этом случае старт движения транспортного средства начинается со второй скорости на малых оборотах ДВС, чтобы избежать пробуксовки ведущих колес;
- Кик-даун. Когда водитель на ходу резко нажимает газ в пол для быстрого ускорения, электроника переводит трансмиссию на пониженную передачу, и активирует алгоритм, в соответствии с которым мотор раскручивается до более высоких оборотов;
- Спорт. Этот режим встречается крайне редко. В теории он активирует более быстрое переключение скоростей, но при комплектации с одним сцеплением этот режим все равно работает неэффективно.
Конструкция коробки Easytronic
В конструкцию РКПП Easytronic будут входить следующие компоненты:
- Механическая коробка является основной для данной трансмиссии;
- Корзины сцепления;
- Привода, выжимающего фрикционный диск сцепления;
- Привода, с помощью которого электроника способна выбирать и включать скорости;
- Микропроцессорного блока управления (во всех автоматических и роботизированных КПП используется индивидуальный ЭБУ).
Итак, за основу робота, который устанавливается в некоторых моделях Opel, взята конструкция пятиступенчатой механической коробки передач. Только данная модификация дополнена приводом корзины сцепления, а также переключателя шестерен. Такая коробка работает с одним сцеплением. Подробно о том, как работает роботизированная коробка с одним сцеплением, рассказывается здесь.
Другие автопроизводители разработали также преселективный тип роботов. Эта модификация оснащается корзиной с двойным сцеплением. Примером такой модификации является как раз та же DSG. Об устройстве и принципе работы трансмиссии с двойным сцеплением читайте в другом обзоре.
Рассмотрим подробней устройство основных элементов трансмиссии Easytronic.
Привод сцепления
В конструкцию привода сцепления коробки Изитроник входят:
- Электродвигатель;
- Редуктор червячного типа;
- Механизм с эксцентриком.
Механизм, оснащенный эксцентриком, подсоединяется к штоку, установленному в поршне ГЦС (главный цилиндр сцепления). Степень перемещения этого штока фиксирует специальный датчик. В сборе конструкция играет ту же роль, что и нога водителя, когда он нажимает на педаль сцепления. Среди прочего в задачу механизма входит:
- Контроль усилия для отсоединения фрикционного диска от маховика, когда автомобиль начинает движение;
- Соединение/отсоединение этих элементов в процессе движения машины для перехода на оптимальную скорость;
- Отключение коробки от маховика для остановки транспорта.
Саморегулирующееся сцепление
Саморегулирующий тип сцепления – еще одна особенность роботизированной коробки Изитроник. Ни для кого не будет секретом, что периодически привод корзины в механике нуждается в подтяжке троса (в некоторых автомобилях используется рычажная конструкция).
Такое происходит по причине износа фрикционной поверхности диска, что влияет на усилия, которые нужно будет приложить водителю для отсоединения КПП от мотора. При слабом натяжении троса во время включения скорости может быть слышен хруст зубьев шестеренок.
В коробке Easytronic используется механизм SAC, который самостоятельно подстраивается под степень износа диска. Также этот компонент обеспечивает постоянное и небольшое усилие при выжиме корзины сцепления.
Такая функция крайне важна для исправности не только фрикционной поверхности диска сцепления, но и всех шестерен трансмиссии. Еще одна особенность данной системы в том, что благодаря небольшому усилию на корзину производитель может использовать маломощный электродвигатель, что позволяет расходовать меньше электрической энергии, вырабатываемой генератором. Подробней о работе и устройстве генератора рассказывается отдельно.
Электронный блок управления
Так как работа трансмиссии Изитроник проходит в автоматическом режиме (и даже когда водитель пользуется полуавтоматическим режимом, система самостоятельно приводит в движение исполнительные механизмы), она нуждается в микропроцессоре, который обрабатывал бы сигналы от датчиков, и активировал бы исполнительные механизмы.
Работа всей системы в целом контролируется электронным блоком управления. Кто-то думает, что этот микропроцессор полностью автономен, и не связан с основным ЭБУ. На самом деле это не так. Эти два элемента бортовой системы между собой связаны. Некоторые данные, поступающие в центральный блок, также задействуются микропроцессором трансмиссии. Примером тому служат сигналы о скорости вращения колес и оборотах мотора.
Вот некоторые функции, которые выполняет блок управления коробкой передач:
- Фиксирует и обрабатывает все сигналы от датчиков, которые связаны с эффективной работой трансмиссии. К этим сенсорам относится датчик положения рычага КПП, скорости вращения колес (это часть системы ABS, о которой подробно рассказывается в другом обзоре), положения педали акселератора, оборотов ДВС и т.д.;
- В соответствии с полученной информацией в микропроцессоре активируются соответствующие алгоритмы, которые формируют конкретные импульсы;
- Посылает импульсы на исполнительные механизмы для разъединения сцепления и маховика, а также выбора подходящей передачи.
Привод выбора и включения передач
Конструкция привода выбора и подсоединения шестерен передач состоит из двух редукторов. Каждому из них полагается по одному электродвигателю. Эти механизмы заменяют руку водителя, когда он перемещает рычаг КПП в нужное положение (в этом случае усилия передаются через кулису и карданчик коробки).
В автоматическом режиме электроника самостоятельно определяет момент, когда необходимо активировать привод вилки, а также перемещения шестерен к ведущему валу.
Селектор выбора передач
Следующая составная часть роботизированной коробки передач Изитроник является селектор выбора передач. Это панель, в которой установлен рычаг. С его помощью водитель выбирает тот режим, который нужен для выполнения конкретной задачи. Для удобства в использовании на этой панели нанесены обозначения, указывающие на то, где какой режим находится.
Несмотря на свое назначение, этот элемент не имеет жесткой физической связи с механизмом коробки передач. Если в механике в экстренном режиме можно выполнить какую-то манипуляцию с механизмом, например, отключить скорость, то в данном случае этот элемент является своеобразной стилизованной под рычаг КПП кнопкой переключения, которая только посылает сигнал на микропроцессор.
Многие автопроизводители, оснащающие свою продукцию похожими видами трансмиссий, вообще не используют классический рычаг. Вместо него за выбор соответствующего режима отвечает шайба с поворотным кольцом. Под селектором КПП установлен датчик, который определяет положение рычага. В соответствии с этим он посылает на блок управления необходимый сигнал, который в свою очередь активирует нужные функции.
Так как переключение скоростей происходит в электронном режиме, водитель может приобрести рулевое колесо с подрулевыми лепестками, с помощью которых в полуавтоматическом режиме ему будет проще контролировать включение соответствующей передачи. Но это скорее относится к категории визуального тюнинга. Причина в том, что Изитроник лишен по-настоящему спортивного переключения скоростей, как в спорткарах, поэтому даже очень быстрое перемещение рычага в положение плюс или минус все равно будет сопровождаться определенной задержкой.
Советы по эксплуатации коробки передач Изитроник
Роботизированная коробка Easytronic встречается в некоторых комплектациях таких моделей, как Zafira, Meriva, Corsa, Vectra C и Astra, выпускаемых компанией Opel. Многие автомобилисты жалуются на работу данной коробки. Основная причина в том, что по описанию механизма работы система является более комфортной эволюцией механической коробки передач.
Так как агрегат работает в автоматическом режиме, то от него ожидается та же плавность и мягкость, что и от классического автомата, работающего от гидротрансформатора (подробно о том, как работает этот механизм, читайте здесь). Но в жизни происходит немного другое. Робот отличается жесткостью подключения диска сцепления, как будто водитель резко бросает педаль после включения скорости. Причина в том, что электроника не способна идеально изменять усилия «по ощущениям», как человек.
В роботе присутствуют те же минусы, что и в классической механике, за исключением дополнительных потенциальных зон поломок, например, электроприводов корзины или самой коробки.
Чтобы продлить рабочий ресурс РКПП Easytronic, водителю необходимо соблюдать следующие рекомендации:
- Когда автомобиль останавливается на светофоре или ж/д переезде, следует перемещать рычаг селектора КПП в нейтраль, а не держать тормоз, как в случае автомата. Хотя при полной остановке и нажатом тормозе машина не будет двигаться, привод корзины сцепления находится в рабочем состоянии, из-за чего подвергается большой нагрузке. В режиме нейтральной скорости диск сцепления прижат к маховику, то ведущий вал коробки не находится в зацеплении ни с одной шестерней. Если подолгу держать тормоз, со временем привод перестанет удерживать подпружиненный диск, и впоследствии фрикционная накладка начнет контактировать с маховиком, из-за чего будет перегреваться и изнашиваться.
- Во время стоянки не следует оставлять машину на скорости, как это делает большинство автомобилистов, в распоряжении которых имеется механическая КПП. Для этого устанавливается стояночный тормоз и нейтральная передача.
- Электроника коробки фиксирует много разных сигналов, в том числе и срабатывание лампочек, загорающихся при нажатии на тормоз. Если одна из этих лампочек перегорит, цепь не будет замыкаться, и блок управления может не зафиксировать нажатие на педаль тормоза, поэтому может не включиться привод для отсоединения коробки от маховика.
- Не следует пренебрегать регламентами планового технического обслуживания трансмиссии. При замене масла нужно придерживаться рекомендаций автопроизводителя о подходящем типе смазки. В другом обзоре мы уже рассматривали, какое масло используется в коробках передач.
- Своевременно менять тормозную жидкость в контуре привода сцепления. Эта процедура должна проводиться в среднем через каждые 40 тысяч км. пробега.
- Когда машина попадает в серьезную пробку или тянучку, не использовать автоматический режим, а переключаться на полуавтоматический, чтобы электроника не переключала скорости без надобности.
- Не использовать автомобиль для преодоления бездорожья, а на гололеде вести авто максимально аккуратно, без пробуксовки колес, чтобы передачи не переключались, когда машина имеет несоответствующую скорость движения.
- Если автомобиль забуксовал, ни в коем случае не следует пытаться выбраться из западни при помощи раскачки или пробуксовки ведущих колес.
- Служба агрегата напрямую зависит от стиля езды, который использует водитель. По этой причине данной трансмиссии просто противопоказан спортивный стиль езды.
Запускать мотор и начинать движение автомобиля с изитроником необходимо в такой последовательности:
- Согласно инструкции по эксплуатации транспортным средством запускать ДВС нужно только при включенной нейтральной скорости, хотя опыт показывает, что силовой агрегат заведется и на другой скорости, но при этом обязательно должна быть нажата педаль тормоза. Конечно, не стоит такого делать, так как нарушение данной рекомендации не только подвергает ненужной нагрузке мотор во время запуска, но и изнашивает сцепление.
- Даже если автомобиль стоит на нейтралке, мотор не заведется, пока не будет нажата педаль тормоза (в этом случае на приборной панели будет светиться значок N).
- Начало движения должно сопровождаться нажатой педалью тормоза и перемещением рычага селектора в положение А. Летом включается первая скорость, а зимой – вторая, если имеется соответствующий режим в бортовой системе.
- Отпускается тормоз и машина начинает ехать. Если водитель не нажимает тормоз, а сразу переводит рычаг из нейтрали в режим А, необходимо плавно нажать газ, как в механике. В зависимости от веса автомобиля без подгазовки мотор может заглохнуть.
- Дальше трансмиссия работает в автоматическом режиме в зависимости от количества оборотов ДВС и положения педали газа.
- Задняя скорость включается исключительно при полностью остановленном автомобиле (это же касается и работы на механике). При нажатом тормозе рычаг КПП переводится в положение R. Отпускается тормоз, и авто начинает двигаться при минимальных оборотах ДВС. Можно выполнить эту процедуру и без нажатия на педаль тормоза, только при переключении на R необходимо немного добавить оборотов мотору.
Стоит учесть, что начало движения, независимо от того, это первая или задняя скорость, должно выполняться только при нажатой педали тормоза. В этом случае сцепление проживет дольше.
Преимущества и недостатки КПП
Любая система автомобиля, независимо от того, как давно она была разработана, имеет свои достоинства, но при этом не лишена и недостатков. То же касается и роботизированной КПП Изитроник. Вот какие плюсы у данной трансмиссии:
- По сравнению с классическим автоматом она стоит дешевле. Причина в том, что в большинстве своем она основана на уже давно разработанной механике. В конструкции не используется гидротрансформатор, который требует большого количества масла, и больше места для установки на авто;
- Новая коробка обеспечивает машине неплохую динамику (по сравнению с автоматом она порядком выше);
- Все в том же сравнении с автоматической трансмиссией данная коробка демонстрирует экономичность касательно расхода мотором топлива;
- Не требует большого количества масла – в механизме используется тот же объем, что и в родственной механике.
Несмотря на свою эффективность, у агрегата роботизированного типа имеется несколько существенных минусов:
- В момент включения скоростей ощущаются рывки, как будто водитель резко отпускает педаль сцепления, что сказывается на комфорте езды при динамичном наборе скорости;
- Даже при бережной эксплуатации коробка имеет небольшой рабочий ресурс;
- Так как в конструкции используется одинарное сцепление, период между переключением скоростей ощутим (работа сопровождается задержкой);
- На обслуживание и ремонт устройства приходится тратить намного больше денег, чем при тех же процедурах в случае с классической механикой;
- Так как переключение скоростей происходит с задержкой, ресурс двигателя задействуется не с максимальным КПД;
- При установке в машину данной трансмиссии от компании Опель мощность мотора не задействуется полностью;
- За исключением полуавтоматического режима у водителя нет свободы действий при движении авто – коробка переключает скорости только в том режиме, на который она настроена;
- Нельзя провести чип-тюнинг, установив другую прошивку на блок управления, чтобы изменить характеристики работы устройства. Для этого потребуется приобрести другой ЭБУ с соответствующими прошивками (отдельно читайте о том, зачем некоторые автовладельцы проводят чип-тюнинг, и на какие характеристики влияет эта процедура).
В завершение нашего обзора предлагаем небольшое видео о том, как после автомата привыкнуть к Easytronic:
