Transmissão manual - caixa de velocidades robótica

Qualquer carro moderno não será capaz de dar a partida e se mover suavemente se não houver transmissão em seu dispositivo. Hoje, existe uma grande variedade de todos os tipos de caixas de velocidades, que não só permitem ao condutor escolher uma opção que se adapte às suas capacidades materiais, mas também permitem obter o máximo conforto na condução.

Resumidamente sobre os principais tipos de transmissão é descrito em revisão separada... Agora vamos falar mais detalhadamente sobre o que é uma caixa de câmbio robótica, suas principais diferenças em relação a uma caixa de câmbio manual, e também considerar o princípio de operação desta unidade.

O que é uma caixa de engrenagens robótica

O funcionamento da caixa de velocidades é quase idêntico ao analógico mecânico, com exceção de alguns recursos. O dispositivo do robô inclui muitas peças que compõem a versão mecânica da caixa já conhecida por todos. A principal diferença entre o robótico é que seu controle é do tipo microprocessador. Em tais caixas de câmbio, a mudança de marcha é realizada por eletrônicos com base em dados de sensores do motor, pedal do acelerador e rodas.

Uma caixa robótica também pode ser chamada de máquina automática, mas esse é um nome incorreto. O fato é que a transmissão automática é freqüentemente usada como um conceito generalizante. Portanto, o mesmo variador tem um modo automático para mudar as relações de transmissão, para alguns também é automático. Na verdade, em termos de estrutura e princípio de funcionamento, o robô está mais próximo de uma caixa mecânica.

Exteriormente, é impossível distinguir uma transmissão manual de uma transmissão automática, porque elas podem ter um seletor e corpo idênticos. Você pode verificar a transmissão somente enquanto o veículo está dirigindo. Cada tipo de unidade possui suas próprias características de trabalho.

O principal objetivo de uma transmissão robótica é tornar a direção o mais fácil possível. O motorista não precisa mudar de marcha sozinho - este trabalho é feito pela unidade de controle. Além do conforto, os fabricantes de transmissões automáticas buscam baratear seus produtos. Hoje, o robô é o tipo de caixa de câmbio mais orçamentário depois da mecânica, mas não oferece o conforto de direção como variador ou automático.

O princípio de uma caixa de engrenagens robótica

A transmissão robótica pode mudar para a próxima velocidade automática ou semiautomática. No primeiro caso, a unidade microprocessada recebe sinais dos sensores, com base nos quais o algoritmo programado pelo fabricante é acionado.

A maioria das caixas de câmbio está equipada com um seletor manual. Nesse caso, as velocidades ainda serão ativadas automaticamente. A única coisa é que o motorista pode sinalizar de forma independente o momento de mudar para cima ou para baixo. Algumas transmissões automáticas do tipo Tiptronic têm um princípio semelhante.

Para aumentar ou diminuir a velocidade, o motorista move a alavanca seletora para + ou para -. Graças a esta opção, algumas pessoas chamam esta transmissão de sequencial ou sequencial.

A caixa robótica funciona de acordo com o seguinte esquema:

1. O motorista aplica o freio, dá partida no motor e move o interruptor do modo de direção para a posição D;
2. O sinal da unidade vai para a unidade de controle da caixa;
3. Dependendo do modo selecionado, a unidade de controle ativa o algoritmo apropriado de acordo com o qual a unidade irá operar;
4. No processo de movimento, os sensores enviam sinais ao "cérebro do robô" sobre a velocidade do veículo, sobre a carga da unidade de força, bem como sobre o modo atual da caixa de câmbio;
5. Assim que os indicadores deixarem de corresponder ao programa instalado de fábrica, a central emite um comando para mudar para outra marcha. Isso pode ser um aumento ou uma diminuição na velocidade.

Quando um motorista dirige um carro com um mecânico, ele deve apalpar seu veículo para determinar o momento de mudar para outra velocidade. Em um análogo robótico, um processo semelhante ocorre, apenas o motorista não precisa pensar sobre quando mover a alavanca de mudança para a posição desejada. Em vez disso, o microprocessador faz isso.

O sistema monitora todas as informações de todos os sensores e seleciona a engrenagem ideal para uma carga específica. Para que a eletrônica troque de marcha, a transmissão possui um atuador hidromecânico. Em uma versão mais comum, em vez de hidromecânica, um acionamento elétrico ou um servo acionamento é instalado, que conecta / desconecta a embreagem na caixa (a propósito, isso tem alguma semelhança com a caixa de câmbio automática - a embreagem não está localizada onde está na transmissão manual, ou seja, perto do volante, mas na própria carcaça transmissão).

Quando a unidade de controle dá um sinal de que é hora de mudar para uma velocidade diferente, o primeiro servoacionamento elétrico (ou hidromecânico) é ativado primeiro. Ele desengata as superfícies de fricção da embreagem. O segundo servo então move as engrenagens do mecanismo para a posição desejada. Então, o primeiro lentamente libera a embreagem. Esse design permite que o mecanismo funcione sem a participação do motorista, portanto, uma máquina com transmissão robótica não possui pedal de embreagem.

Muitas caixas seletoras têm posições de engrenagem forçadas. O chamado tiptronic permite ao motorista controlar de forma independente o momento de comutação para uma velocidade maior ou menor.

Dispositivo de caixa de velocidades robótica

Hoje, existem vários tipos de transmissões robóticas para automóveis de passageiros. Eles podem ser diferentes uns dos outros em alguns atuadores, mas as peças principais permanecem idênticas.

Aqui estão os nós incluídos na caixa de engrenagens:

1. Embreagem. Dependendo do fabricante e da modificação da unidade, esta pode ser uma peça com superfície de fricção ou vários discos semelhantes. Na maioria das vezes, esses elementos estão localizados no refrigerante, o que estabiliza o funcionamento da unidade, evitando seu superaquecimento. A opção pré-seletiva ou dupla é considerada mais eficaz. Nesta modificação, enquanto uma marcha está engatada, o segundo conjunto se prepara para girar na próxima velocidade.
2. A parte principal é uma caixa mecânica convencional. Cada fabricante usa designs proprietários diferentes. Por exemplo, um robô da marca Mercedes (Speedshift) é internamente uma transmissão automática 7G-Tronic. A única diferença entre as unidades é que, em vez de um conversor de torque, é usada uma embreagem com vários discos de fricção. A preocupação da BMW tem uma abordagem semelhante. Sua caixa de câmbio SMG é baseada em uma caixa manual de seis velocidades.
3. Embreagem e acionamento da transmissão. Existem duas opções - com acionamento elétrico ou análogo hidromecânico. No primeiro caso, a embreagem é espremida por um motor elétrico, e no segundo - por cilindros hidráulicos com válvulas EM. O acionamento elétrico funciona mais lentamente que o hidráulico, mas não exige a manutenção de pressão constante na linha, a partir da qual opera o tipo eletro-hidráulico. Um robô hidráulico se move para o próximo estágio muito mais rápido (0,05 segundos contra 0,5 segundos para um análogo elétrico). Uma caixa de câmbio elétrica é instalada principalmente em carros econômicos, e uma caixa de câmbio hidromecânica em carros esportivos premium, uma vez que a velocidade de câmbio é extremamente importante neles, sem interromper o fornecimento de energia ao eixo de transmissão.
4.  Sensor. Existem muitas dessas peças no robô. Eles monitoram muitos parâmetros diferentes da transmissão, por exemplo, a posição dos garfos, as revoluções dos eixos de entrada e saída, em que posição a chave seletora está travada, a temperatura do refrigerante, etc. Todas essas informações são enviadas para o dispositivo de controle do mecanismo.
5. ECU é uma unidade de microprocessador em que diferentes algoritmos são programados para diferentes indicadores provenientes de sensores. Esta unidade está conectada à unidade de controle principal (de onde vêm os dados do funcionamento do motor), bem como aos sistemas de travamento eletrônico das rodas (ABS ou ESP).
6. Atuadores - cilindros hidráulicos ou motores elétricos, dependendo da modificação da caixa.

As especificidades do trabalho do RKPP

Para que o veículo dê uma partida suave, o motorista deve usar o pedal da embreagem corretamente. Depois de incluir a primeira marcha ou marcha à ré, ele precisa soltar o pedal suavemente. Assim que o motorista sentir o engate dos discos, ao soltar o pedal, ele pode adicionar RPM ao motor para evitar que o carro pare. É assim que a mecânica funciona.

Um processo idêntico ocorre na contraparte robótica. Somente neste caso, uma grande habilidade não é exigida do motorista. Ele só precisa mover a chave da caixa para a posição apropriada. O veículo começará a se mover de acordo com as configurações da unidade de controle.

A modificação mais simples de embreagem única funciona exatamente como a mecânica clássica. No entanto, ao mesmo tempo, há um problema - os componentes eletrônicos não registram o feedback da embreagem. Se uma pessoa é capaz de determinar com que suavidade é necessário soltar o pedal em um caso particular, a automação funciona de forma mais rígida, de modo que o movimento do carro é acompanhado por solavancos tangíveis.

Isso é especialmente sentido em modificações com um acionamento elétrico dos atuadores - enquanto a marcha está mudando, a embreagem estará em um estado aberto. Isso significará uma quebra no fluxo de torque, devido ao qual o carro começa a desacelerar. Como a velocidade de rotação das rodas já é menos consistente com a marcha engatada, ocorre um leve solavanco.

Uma solução inovadora para esse problema foi o desenvolvimento de uma modificação de embreagem dupla. Um representante marcante de tal transmissão é o Volkswagen DSG. Vamos examinar mais de perto seus recursos.

Características da caixa de engrenagens robótica DSG

A sigla significa caixa de câmbio direta. Na verdade, trata-se de duas caixas mecânicas instaladas em uma carcaça, mas com um ponto de conexão ao chassi da máquina. Cada mecanismo tem sua própria embreagem.

A principal característica desta modificação é o modo pré-seletivo. Ou seja, enquanto o primeiro eixo está girando com a marcha engatada, a eletrônica já conecta as engrenagens correspondentes (ao acelerar para aumentar a marcha, ao desacelerar - para abaixar) do segundo eixo. O atuador principal só precisa desconectar uma embreagem e conectar a outra. Assim que for recebido um sinal da central de comutação para outro estágio, a embreagem de trabalho é aberta e a segunda com as engrenagens já engatadas é imediatamente conectada.

Este design permite que você ande sem solavancos fortes ao acelerar. O primeiro desenvolvimento de uma modificação pré-seletiva apareceu na década de 80 do século passado. É verdade que robôs com embreagem dupla foram instalados em carros de rali e corrida nos quais a velocidade e a precisão da mudança de marcha são de grande importância.

Se compararmos a caixa DSG com uma automática clássica, a primeira opção tem mais vantagens. Em primeiro lugar, devido à estrutura mais familiar dos elementos principais (o fabricante pode tomar qualquer análogo mecânico pronto como base), tal caixa será mais barata na venda. O mesmo fator afeta a manutenção da unidade - a mecânica é mais confiável e mais fácil de consertar.

Isso permitiu ao fabricante instalar uma transmissão inovadora em modelos de orçamento de seus produtos. Em segundo lugar, muitos proprietários de veículos com essa caixa de câmbio notam um aumento na eficiência do carro em comparação com um modelo idêntico, mas com uma caixa de câmbio diferente.

Os engenheiros da empresa VAG desenvolveram duas variantes da transmissão DSG. Um deles é rotulado como 6 e o ​​outro é 7, que corresponde ao número de etapas na caixa. Além disso, uma arma de fogo automática de seis velocidades usa uma embreagem molhada e um análogo de sete velocidades usa uma embreagem seca. Em mais detalhes sobre os prós e contras da caixa DSG, bem como de que outra forma o modelo DSG 6 difere da sétima modificação, é descrito em artigo separado.

Vantagens e desvantagens

O tipo de transmissão considerado tem lados positivos e negativos. As vantagens da caixa incluem:

• Essa transmissão pode ser usada em conjunto com uma unidade de potência de quase qualquer potência;
• Comparada a um variador e uma máquina automática, a versão robótica é mais barata, embora seja um desenvolvimento bastante inovador;
• Os robôs são mais confiáveis ​​do que outras transmissões automáticas;
• Devido à semelhança interna com a mecânica, é mais fácil encontrar um especialista que se encarregará do reparo do aparelho;
• A troca de marchas mais eficiente permite o uso da potência do motor sem um aumento crítico no consumo de combustível;
• Ao melhorar a eficiência, a máquina emite menos substâncias nocivas ao meio ambiente.

Apesar das vantagens claras sobre outras transmissões automáticas, o robô tem várias desvantagens significativas:

• Se o carro estiver equipado com um robô de disco único, a viagem em tal veículo não pode ser considerada confortável. Ao mudar de marcha, haverá solavancos tangíveis, como se o motorista repentinamente acionasse o pedal da embreagem na mecânica.
• Na maioria das vezes, a embreagem (engate menos suave) e os atuadores falham na unidade. Isso dificulta o reparo das transmissões, já que possuem um pequeno recurso de trabalho (cerca de 100 mil quilômetros). Raramente os servos são reparados e um novo mecanismo é caro.
• Quanto à embreagem, o recurso de disco também é muito pequeno - cerca de 60 mil. Além disso, aproximadamente na metade do recurso é necessário realizar a "ligação" da caixa sob a condição da superfície de atrito das peças.
• Se falamos sobre a modificação pré-seletiva do DSG, então ele provou ser mais confiável devido ao menor tempo de troca de velocidades (graças a isso, o carro não diminui tanto). Apesar disso, a adesão ainda sofre neles.

Levando em consideração os fatores listados, podemos concluir que no que diz respeito à confiabilidade e à vida útil, a mecânica ainda não tem igual. Se a ênfase é colocada no máximo conforto, então é melhor escolher um variador (qual é a sua característica, leia aqui) Deve-se ter em mente que essa transmissão não proporcionará uma oportunidade de economizar combustível.

Em conclusão, oferecemos uma breve comparação em vídeo dos principais tipos de transmissão - seus prós e contras:

Como escolher um carro, qual caixa é melhor: automático, variador, robô, mecânica

Perguntas e Respostas:

Qual é a diferença entre um autômato e um robô? A transmissão automática funciona às custas de um conversor de torque (não há um acoplamento rígido com o volante através da embreagem), e o robô é análogo à mecânica, apenas as velocidades são trocadas automaticamente.

Como mudar as marchas em uma caixa de robô? O princípio de dirigir um robô é idêntico ao de dirigir uma máquina automática: o modo desejado é selecionado no seletor e a rotação do motor é regulada pelo pedal do acelerador. As velocidades mudarão por conta própria.

Quantos pedais tem um carro com um robô? Embora o robô seja estruturalmente semelhante a um mecânico, a embreagem é automaticamente desengatada do volante, então um carro com transmissão robótica tem dois pedais (acelerador e freio).

Como estacionar corretamente um carro com uma caixa de robô? O modelo europeu deve ser estacionado em modo A ou em marcha-atrás. Se o carro for americano, haverá um modo P no seletor.