Механическую коробку передач выбрать, или автоматическую? А если автоматическую, то обычный автомат, «робот», или вариатор? Такие вопросы очень популярны в среде автолюбителей при выборе будь-то нового, будь-то подержанного автомобиля. Интернет заполнен на тему коробок передач, причем как полезной информацией, так и информационным «хламом». Отличить полезное от хлама может только профессионал в теме. Такой у него, у Интернета, недостаток. Поэтому я решил написать немножко строк про все эти механики, автоматы, роботы и вариаторы, причем, не погружаясь «в гайки», чтобы любой читатель, вне зависимости от уровня технической грамотности, смог понять, о чем идет речь, и что ему, ЛИЧНО, будет лучше.
Механическая коробка передач
Начнем с «механики». В случае механической коробки передач, под капотом имеем двигатель, «черный ящик» коробки, со всеми её валами, шестеренками, синхронизаторами и включающими муфтами. А между двигателем и коробкой узел сцепления. На педаль сцепления нажали - двигатель и коробку полностью разъединили. Пока вы удерживаете педаль сцепления нажатой, силовой агрегат и коробка передач ничем не связаны и вы можете включить любую передачу, исходя из условий движения. Вот это и является основным плюсом «механики», особенно для «продвинутого» водителя, который знает и умеет применять приемы активного управления автомобилем. Например, в случае переднеприводного авто, «упереться» двигателем в колеса передней оси перед маневром. А в случае заднего привода, «довинтить» машину в вираж, перейти на более крутую траекторию. Но как часто случается, недостатки являются продолжением достоинств. Активно «драйвануть», конечно, это приятно, а вот орудовать педалью сцепления и рычагом переключения в бесконечных пробках мегаполисов - не самое приятное занятие. Вот это и есть минус.
Гидромеханическая автоматическая коробка передач, или «обычный автомат»
Чтобы не управлять коробкой «врукопашную», и не особо напрягаться ручками-ножками в плотном городском потоке, и придумана автоматическая коробка передач. Сначала появилась гидромеханическая АКП (автоматическая коробка передач). Для того, чтобы понять, как она работает, нужен… вентилятор (обычный, бытовой) и какая-нибудь детская вертушка-игрушка с винтом-пропеллером, похожим на вентиляторный. Включите вентилятор и поднесите к нему эту игрушку. Что произойдет? Пропеллер на игрушке тоже будет крутиться! Теперь представьте, что винт приводит в движение не электромотор вентилятора, а двигатель автомобиля. А второй винт находится на валу, уходящем в «черный ящик» с шестеренками, муфтами, и всем прочим. Оба этих винта заключены в герметичный корпус, заполненный специальной трансмиссионной жидкостью, который называется гидротрансформатором.
Для чего эти страсти? А для того, чтобы плавно трогаться, как можно плавнее переключать передачи безо всякого сцепления «от ноги» водителя, как в «механике» между двигателем и «черным ящиком» с шестеренками. Ведь для того, чтобы тронуться, нужно плавненько соединить мотор и «черный ящик» коробки. Вот гидротрансформатор, совершенно не теряя усилий от двигателя, это и делает. А жидкость нужна для того, чтобы через нее передавать вращательное движение. А то воздух, он не справится. Плотность воздуха мала для передачи энергии на таких скоростях вращения. Что же касается переключений передач, то они выполняются по команде блока управления, автоматически, в зависимости от условий движения. Раньше эти блоки были гидравлические, сейчас электронные.
В общем, всё в гидромеханической АКП, вроде, хорошо. Сама едет, сама переключается. Водителю остается только жать педали «газа» и тормоза, да селектор «автомата» щелкать между «Паркинг», «Драйв» и «Назад». Причем работает эта штука вполне надежно. Если не изображать из себя Шумахера на АКП, и соблюдать Регламент ТО, то и не ломается.
Но недостатки есть. Главные среди них - ощутимые моменты автоматических переключений диапазонов АКП в «черном ящике» с шестеренками, и более высокое потребление горючего, в сравнении с «механикой» при одинаковых силовых агрегатах. Потребность в большем комфорте, возраставшие цены на топливо и забота об экологии стимулировали инженеров подумать на тему автоматизации ещё раз.
«Вариатор». Вариаторная АКП
Чтобы понять, до чего додумались инженеры, представьте… велосипед. Педали, две звездочки, а между ними - цепь. На заднем колесе чуть более продвинутых моделей есть несколько звездочек, чтобы можно было передачи переключать. Переключил на большую звездочку - крутить педали легче и можно ехать в крутую горку, только чаще крутить педали приходится. Скорость велосипеда при этом падает, но это плата за высокую тягу. А если ехать по ровной местности, или с горы, то включил звездочку сзади поменьше - крутишь педали реже, а скорость велосипеда растет. Теперь представьте, что на велосипеде вместо цепной передачи стоит ременная. То есть, вместо цепи - ремень, вместо звездочек - шкивы, только вместо кучи звездочек на заднем колесе - ОДИН шкив, но его диаметр может… плавно изменяться.
Представили? Вот, перед вами, вариаторная автоматическая коробка передач! Один шкив - постоянного размера, второй - переменного и его диаметр меняется по команде блока управления, подстраиваясь под условия движения. А между ними - прочнейший «ремень», представляющий собой или многозвенную цепь, или составной, из металлических пластин. Плавное изменение диаметра одного из этих шкивов приводит к тому, что моменты переключений АКП не ощущаются вовсе. Ведь их попросту нет, этих моментов переключений. J Изумительно комфортная штука в работе, этот вариатор! Но и в нем не обошлось без недостатков, существенных и помельче.
«Вариаторы» недёшевы. Также они категорически не любят пробуксовок. Из-за того, что между «черным ящиком» со шкивами и ремнем приходится ставить все тот же гидротрансформатор (трогаться-то нужно!), а также из-за механического трения в «черном ящике», потери энергии достаточно велики, расход топлива, в с сравнении с «обычной» АКП, немногим меньше. А может быть и больше. А еще приходится с программами двигателя «поколдовать», чтобы он не гудел, как троллейбус на постоянных оборотах при разгонах. Ведь ступенчатого переключения передач - нет. Поэтому инженерам опять открылся простор для изысканий.
«Роботы». Роботизированные коробки передач
Чтобы преодолеть недостатки гидромеханических и вариаторных АКП, несколько конструкторских школ обратили свое внимание на… обычную механическую коробку. А что если заменить ножной привод сцепления электроприводом, рычаг переключения передач и тяги к «черному ящику» с шестеренками электрическими исполнительными механизмами, и управлять сцеплением и переключениями с помощью электронного блока, исходя из условий движения? Конечно, легко и скоро только сказка сказывается. Над программами управления для этого блока и надежностью электропривода инженерам пришлось крепко повозиться, но автоматизированные механические коробки передач , которые журналисты окрестили «роботизированными», или «роботами», пошли в серийное производство для автомобилей малых классов. Они представляют собой именно классическую «механику», в которой управление сцеплением и переключениями передач осуществляется электронным блоком.
Главное достоинство большинства «роботов» - высокая топливная экономичность, для чего они, прежде всего и создавались. Ведь компьютер с совершенной программой управления никогда не ошибается, никогда не сердится, не впадает в депрессию и никогда не устает, в отличие от водителей с разным опытом, мастерством и стойкостью к физическим и моральным нагрузкам. Поэтому автомобиль с «роботом» расходует меньше топлива, чем такое же авто с любой другой коробкой, включая «механику». А ещё такой «робот» дешевле любой другой АКП в покупке, при заказе нового авто. Вот так.
Но и тут без недостатков не обходится. Как ни старались инженеры оптимизировать моменты переключений, «клевки» автомобиля носом при буйных разгонах весьма ощутимы. Такие «роботы» для экономичной и спокойной езды, а не для «шумахера». Еще они не любят пробуксовок в агрегатах сцепления. Пришлось инженерам опять поднапрячься.
«Роботы» класса DSG от Volkswagen
Представьте себе автомобиль с шестиступенчатой механической коробкой передач. Представили? Только коробка эта не совсем обычна. Точнее, совсем не обычна. Она как бы состоит из ДВУХ агрегатов, причем 1-я, 3-я и 5-я передачи связаны с двигателем через один модуль сцепления, а 2-я, 4-я и 6-я - через другой. Получается что-то вроде «два в одном». А теперь представьте, что все управление - полностью автоматическое, электронное и электрическое. Причем, когда вы разгоняетесь, например, на 2-й передаче, блок управления УЖЕ ВКЛЮЧИЛ 3-ю, и только выжидает наилучший момент чтобы сделать моментальный «клац-клац» независимыми сцеплениями, чтобы «отпустить» вторую передачу и «врубить» заранее подготовленную 3-ю. Переключения в такой АКП занимают не просто доли секунды, а миллисекунды! Водитель и пассажиры этих переключений просто не замечают, и разгон плавен, и очень быстр. Например, в DSG, которую первым в мире поставил на конвейер концерн VOLKSWAGEN, моменты переключений занимают 7 миллисекунд. Это гораздо быстрее, чем вы мигаете глазами. Поэтому никаких рывков и толчков, как у «роботов» описанных выше, нет.
ГАРАНТИЯ НА DSG 7 SPEED увеличена до 5 лет или 150 000 км пробега:
Концерн VOLKSWAGEN AG, идя на встречу пожеланиям клиентов, с целью сохранения уверенности покупателей в автомобилях концерна, осуществляет за счет завода изготовителя бесплатный ремонт или замену узлов коробки передач DSG 7 DQ 200 в срок до 5 лет или до достижения 150 000 км пробега с момента передачи автомобиля первому покупателю. При обращении владельца автомобиля к официальным дилерам с претензией по работе DSG 7 DQ 200 бесплатно будут проводиться диагностика и при необходимости бесплатный ремонт в соответствии с актуальными техническими рекомендациями концерна.
Точно так же такие «роботизированные» коробки переключаются не только «вверх», но и вниз. Блок управления коробкой внимательно «наблюдает» за действиями водителя с помощью датчиков на педалях и рулевом механизме, и заранее подготавливает наилучшую передачу для целей водителя.
Если я скажу, что такие «роботы» класса VW DSG работают блестяще, то это не будет преувеличением, причем не только с точки зрения переключений передач. Их блоки управления тоже не «устают» и не «ошибаются», поэтому потребление топлива у автомобиля с DSG, особенно в городском цикле, меньше, чем с любой другой коробкой, включая «механику».
Что же касается недостатков, то их мало, но они, увы, есть: Высокая стоимость и неприемлемость пробуксовок в агрегатах сцепления (впрочем, какое сцепление это любит?).
Вот такие варианты.
С Уважением,
Денис Козлов (ДОК)
Ваш эксперт в выборе и обслуживании автомобиля
Автоматические коробки передач уверенно вытесняют механику в современных моделях автомобилей. Словом «автомат» обозначают один из трёх видов трансмиссии: классическую автоматизированную, роботизированную или вариаторную. У каждого из этих вариантов есть преимущества и недостатки, поэтому перед покупкой автомобиля стоит выяснить, в чём разница коробок робот и автомат, и какую из них выбрать в зависимости от собственных предпочтений.
Как отличить «автомат» от «робота» визуально
Отличить классическую автоматическую КПП от роботизированной легко, взглянув на рычаг переключения передач. Верхнее положение АКПП обозначено значком «Р» - паркинг. Когда вместо этого значка есть только обозначения «N» - нейтраль и «R» - задняя, перед нами роботизированное устройство.
Коробка автомат – сложная, но в то же время надёжная, проверенная временем конструкция. В отличие от механики, такое устройство коробки позволяет водителю не использовать в постоянном режиме педаль сцепления и переключать передачи рычагом: всё это вместо него контролирует автоматика. АКПП в настоящее время оснащают легковые и грузовые ТС, применима такая коробка и в автобусах.
Присутствие положения «P» на рычаге переключения передачи говорит о том, что перед нами «чистокровный автомат»
Конструкция АКПП
В основе автоматической коробки расположены два главных модуля:
- Редуктор. Осуществляет передачу усилия через систему различных вариаций зацепления шестерёнок. Количество ступеней в коробках различных вариаций от 4 до 6. В последних моделях авто возможно и большее количество ступеней.
- Гидротрансформатор. Аналог сцепления на механической коробке. Обеспечивает плавность переключения передач без ударов и рывков. Система получает сигнал о количестве оборотов двигателя, режиме движения и нагрузке и, на основе анализа этих сведений, переключает скорость.
Переключение передач в АКПП происходит, когда мотор достигает определённого количества оборотов, и в масляной системе нагнетается давление. Участия водителя во время переключения не требуется.
Аналогом сцепления в АКПП является гидротрансформатор, передающий крутящий момент от двигателя к трансмиссии
Главное отличие АКПП от привычных механических – переключение передач без разрыва мощности. При выключении одной скорости одновременно включается другая, исключая рывки. Гасит рывки при переключении скоростей гидротрансформатор. Не могут похвастаться плавным переключением скоростей модели спортивного класса. Толчки при переключениях в них присутствуют, и объясняются они очень быстрой сменой передач, что способствует ускоренному разгону.
Преимущества и недостатки
Особенность искусственного интеллекта АКПП – способность «подстраиваться» под манеру вождения конкретного автомобилиста. Если водитель давит на газ плавно, размеренно, контроллер не выводит двигатель на мощностной режим работы и экономно расходует топливо. Нервозность водителя и учащённое давление на педаль газа заставляет автоматику работать резвее. Компьютер самостоятельно переключает коробку на спортивный режим. Как только педаль газа вновь начинает работать медленно и плавно, умная коробка переводит двигатель в штатный режим работы.
Конструкторы постоянно проводят работу над усовершенствованием автоматических коробок. Новые модели с 7-ю и 8-ю ступенями позволяют экономить бензин, выбирать режим движения: «Спорт», «Зима» и др.
Одна из новинок – возможность переключения в режим ручного управления «Тип-троник». Можно также выделить следующие преимущества АКПП:
- Удобство и простота эксплуатации.
- Отсутствие риска перегрева при неумелом использовании;
- Плавность движения.
- Наличие пассивной системы безопасности, предотвращающей движение при остановке машины под уклоном.
- Долговечность работы при правильном обслуживании и грамотной эксплуатации.
Минусами АКПП считаются высокая стоимость самого автомобиля и его техобслуживания, низкий КПД двигателя из-за невозможности использования динамических настроек. Существенным минусом АКПП является необходимость постоянно отслеживать уровень, состояние и качество трансмиссионной жидкости, а также менять её каждые 50-60 тысяч километров.
Это важно! В новых моделях восьмиступенчатых АКПП от Jeep, Toyota и Volkswagen, Range Rover эти недостатки отсутствуют. Их коробки полностью раскрывают потенциал двигателя, незаметно переключают скорости, отличаются возможностью динамических настроек. Кроме того, уже существуют так называемые необслуживаемые коробки - жидкость в них вообще менять не нужно.
Роботизированная коробка передач
Коробка робот – усовершенствованный вариант традиционной механики, в которой функции переключения передач автоматизированы. В авто с РКПП нет педали сцепления. Контроль над своевременным переключением ступеней передач осуществляется электронным блоком.
Единственное различие между МКПП и РКПП - за смыкание и размыкание сцепления, а также выбор передачи во втором случае отвечают сервоприводы
Конструкция РКПП
Роботизированная КПП изначально конструировалась для снижения стоимости автомата с сохранением его преимуществ перед механикой.
Работа РКПП сочетает в себе автоматику и механику. При переключении передач и нажатии на педаль газа сигнал передаётся на блок управления. Коробка даёт сигнал о действующей и необходимой на данном этапе движения скорости. Блок выбирает оптимальный режим и момент переключения на необходимую скорость. Работой гидромеханики, то есть процессом сцепления и расцепления, управляет именно системный блок. Процесс переключения совпадает с движением ручки и абсолютно незаметен для водителя.
Автомобили с РКПП оснащены бортовыми компьютерами, которые также участвуют в системе управления. В память бортового компьютера заложены алгоритмы работы, обрабатывающие поступающие в них сигналы и управляющие работой коробки и переключением передач.
В авто спорткласса используется роботизированная трансмиссия с двумя сцеплениями для максимальной скорости переключения передач. В роботизированной коробке с двумя сцеплениями присутствуют два ведущих вала, снабжённых сцеплением, один в другом. На внешнем вале расположены шестерни для чётных передач, на внутреннем – для нечётных.
В основе этих коробок – преселективные роботы. Когда авто едет на одной передаче, следующая уже работает, поэтому переключение происходит быстро и плавно, отчего комфортность значительно повышается.
Преимущества и недостатки
По сравнению с автоматом роботизированные коробки имеют более низкую стоимость, проще в ремонте и обслуживании, повышают КПД двигателя. Но в то же время у РКПП есть существенные недостатки:
- Долгое и тяжёлое переключение передач;
- Толчки во время переключения;
- Рывки во время старта, после кратковременной остановки.
- Необходимость перехода на «нейтралку» во время кратковременных остановок (пробки, светофоры, остановки в пути и т.п.);
- Непредсказуемость поведения машины в тяжёлых дорожных условиях.
Оригинальная конструкция РКПП гораздо дешевле в ремонте и обслуживании, вследствие чего многие автомобилисты отдают предпочтение именно ей
Это важно! Если автомобиль используется в сложных дорожных условиях, от роботизированной коробки стоит отказаться. РКПП предназначена для езды по ровным, качественным дорожным покрытиям. Эксплуатирование с пробуксовкой приведёт к преждевременному износу двигателя.
Сравнение двух КПП: чем отличается робот от автомата
По мнению опытных водителей, по надёжности и предсказуемости поведения в тяжёлых дорожных условиях обе КПП уступают механике. Хотя АКПП более предсказуема, в отличие от робота.
- АКПП не имеет ничего общего с МКПП, поэтому их устройство и принцип работы принципиально разные. РКПП отличается от механики только наличием электронного блока управления. Основной принцип работы этого вида коробки аналогичен механике.
- АКПП – полностью управляется автоматикой. РКПП имеет два режима: автоматический и полуавтоматический. Управление сцеплением со стороны водителя полностью исключено. В автоматическом режиме электронный блок реализует заранее заложенные в программу алгоритмы работы трансмиссии. Полуавтоматический режим управляет переходами скоростей с помощью селектора.
- Одна из особенностей работы коробки-робота – нестабильная трансмиссия. Даже в одинаковых моделях авто КПП работает по-разному. Под такую коробку водителю нужно подстраиваться, и даже при умелой езде во время переключения скоростей ощущаются точки и рывки.
Это интересно! Большинство современных автопроизводителей активно отказываются от роботизированных коробок на своих моделях, оснащая их классическим автоматом с гидротрансформатором.
Самыми популярными у россиян автомобилями с АКПП являются: Kia Rio, Hyundai Solaris, Toyota RAV4, Toyota Camry и Volkswagen Polo
Какую коробку выбрать
Учитывая все плюсы и минусы данных видов КПП, и ориентируясь на собственные предпочтения, а также условия езды, конкретную модель стоит выбирать с учётом трёх принципов: комфортность, надёжность, цена. Исходя из соотношений этих качеств, специалисты дают следующие рекомендации:
- АКПП походит автовладельцам, отдающим предпочтение комфортной езде.
- Роботизированные коробки экономичны во всех отношениях: стоимость авто, ремонта, скромное потребление бензина и ГСМ.
- В плане надёжности ни одна из коробок не сравнится с привычной механикой. Но АКПП ведёт себя более предсказуемо и редко преподносит «сюрпризы» на дороге.
- Робота можно полностью переключить на ручное управление, а во многих АКПП такая функция отсутствует.
- АКПП явно выигрывает при езде в пробках, где на ручном управлении необходимо постоянно переключаться.
- С недавних пор у особенно придирчивых водителей появилась возможность перепрограммировать блоки управления АКПП, настраивая её под собственный стиль езды. Для увеличения скорости разгона сокращают моменты переключения с передачи на передачу. Это один из аргументов в пользу автомата для любителей скоростной езды.
Это важно! РКПП рекомендуется выбирать автовладельцам, которые способны самостоятельно устранять небольшие поломки двигателя. Имея опыт ремонта, многие поломки можно ликвидировать своими руками, не обращаясь к дорогостоящим мастерам.
Сравнительная характеристика двух вариантов коробок не показывает однозначного преимущества какого-то варианта. Иначе все производители автомобилей выпускали бы исключительно модели с лучшей трансмиссией.
Вывод из всего сказанного один – каждый водитель должен выбирать КПП, ориентируясь на совокупность параметров. Отсутствие педали сцепления как на автомате, так и на роботе, может ввести в заблуждение неопытного водителя, поэтому перед покупкой необходимо внимательно изучить характеристики выбранной модели авто. Выбирать нужно наиболее комфортную, безопасную и доступную лично для себя машину, положив в основу выбора стиль и условия езды.
Начнем с робота, которого многие, вероятно, уже видели. Почти сорок лет его делала Honda. Разработка началась в 80-х годах с серии Honda E-Series, в 90-х появилась Honda P-Series. P-Series был первым гуманоидным роботом, который мог гулять без проводов.
Эти проекты были неотъемлемой частью эволюции Honda, которая привела к презентации Asimo в 2000 году. С некоторыми обновлениями, современная модель 2014 года ростом примерно в полтора метра весит около 50 кг. Она полностью способна маневрировать самостоятельно, избегать препятствий и даже может принести вам кофе по вашей просьбе.
Цель Honda - интегрировать в Asimo инструменты помощи людям. Со своим искусственным интеллектом, робот способен воспринимать просьбы человека и реагировать соответствующим образом. Датчики в его руках способны оценивать количество силы, необходимой для удерживания предмета: к примеру, Asimo может отвинтить плотно сидящую крышку от банки кофе или поднять бумажный стаканчик, не раздавив его.
9. VGo - роботизированное устройство телеприсутствия
VGo попало в этот список не только из-за футуристического вида или особых достижений в области технологий, но и за особую изобретательность. Когда VGo размещается в классной комнате, лекционном зале или где-нибудь еще, пользователь может получить к нему полный контроль с помощью ноутбука через Wi-Fi.
Технологии этого робота позволяют не только говорить, видеть и слышать, но и передвигаться. Это куда любопытнее, чем простой звонок в Skype, когда человек должен сидеть лицом к ноутбуку. Удаленный пользователь просто поворачивает робота в любом направлении, что позволяет полное взаимодействие. Вы можете быть в двух местах одновременно. Этот слиток технологий имеет жизненно важное значение для многих групп людей.
Ребенок-инвалид может посещать школу, не выходя из дома. Можно увидеть и поговорить с членом своей семьи за многие километры, буквально находясь с ним рядом. Также это помогает обеспечить переводчика в режиме реального времени.
Тот факт, что VGo относительно дешев (6000 долларов), делает его доступным для школ и больниц за рубежом.
8. BigDog (Boston Dynamics)
На то, как передвигается этот робот, лучше посмотреть самостоятельно. Разработанный в 2005 году Boston Dynamics (недавно ) в качестве грузового мула для армии, BigDog представляет собой четырехногого робота, способного передвигаться по пересеченной местности вместе с солдатами. Его баланс и способность прыгать удивляют, а также придают ему жутковатый вид. Его ноги выглядят живыми, поскольку пытаются устоять, даже когда торс робота толкают.
BigDog в длину почти полтора метра, в высоту - около метра, весит 110 килограмм, но может перевозить до 150 килограммов со скоростью около 6 км/ч даже в горку. С помощью около 50 датчиков робот анализирует положение и скорость, отправляя информацию в центральный компьютер и определяя следующий маневр.
Недавно Boston Dynamics оснастило BigDog рукой, которая может поднимать и бросать объекты.
7. Roboy (Университет Цюриха)
Для начала отметим, что этого робота отличает от других его суставы, движимые сухожилиями, которые позволяют ему двигаться почти как человеку. Он мягкий на ощупь и очень реактивный, компенсирующий толчки и восстанавливающий свое положение с помощью имитации мышц. Его лицо может выражать эмоции, а еще он краснеет. Также это первый из двух роботов в этом списке, который выглядит как ребенок.
Представленный в Цюрихе в прошлом году, Roboy будет около метра высотой. Он небольшой, но создан так, чтобы в один прекрасный день стать хорошим помощником для пожилых людей, а также отличным компаньоном. Проект открыт, нужен только 3D-принтер и 200 000 евро, чтобы его распечатать.
К слову, понадобилось около девяти месяцев, чтобы его разработать, что символично.
6. Kuratas (Suidobashi Heavy Industry)
Kuratas - первый в мире гигантский робот. Его высота - 4 метра, весит он около 4,5 тонн. Вы можете залезть в него. Интерфейс водителя работает с использованием Kinect, но если вы предпочитаете управлять своими роботами с безопасного расстояния, можно использовать сенсорный экран телефона в качестве пульта дистанционного управления.
Этого робота решил разработать художник Когоро Курата, вдохновившись аниме. Ему помогал Ватару Йошизаки, робототехник.
Kuratas движется с помощью четырех колес, может разгоняться до 10 км/ч и носить оружие. Когоро Курата называет Kuratas «произведением искусства», что неудивительно, если учесть скромную цену в 1,3 миллиона долларов.
В любом случае, это не самое выдающееся произведение инженерного искусства.
5. Atlas (Boston Dynamics)
Вернемся к Boston Dynamics. Высота Atlas - 2 метра, вес - 150 кг. Он был разработан с единственной целью: заменить людей в поисково-спасательных операциях и для отправки в опасные зоны, в которых люди не смогут выжить. Благодаря сложным конечностям, робот может использовать электроинструменты, вращать вентили и так далее. Это создание - серьезный шаг к созданию человекоподобных роботов, которые подменят людей в особо опасных условиях, а потом и в более безопасных.
Atlas представляет собой сочетание человеческого управления и автономии, автономно контролирует баланс, но пока не понимает всех деталей человеческой миссии, как их может понять оператор. В случае поиска и спасения в труднодоступной местности, например, в разрушенных зданиях, это отличная команда.
Можно сказать прямо: баланс Atlas прекрасен, но не удивляет, поскольку мы уже знакомы с BigDog. В этом году Atlas будет испытан на DARPA Robotics Challenge в ходе решения отдельных задач, например, вождения и использования электроинструментов.
4. Bebionics3 (RSLSteeper)
Bebionic3 - это самый современный протез руки сегодняшнего дня, способный поднимать до 45 килограммов, но все еще достаточно чувствительный, чтобы можно было писать ручкой или держать бумажный стаканчик. С помощью датчиков, которые контактируют с кожей пользователя, легко управляются пальцы, причем скорость и силу можно настроить в любой конкретный момент. Протез можно купить вместе с перчаткой, которая придаст руке человеческий вид.
Вспомните знаменитую сцену из второго «Терминатора», когда Арни срезает кожу с руки, обнажая роботизированный скелет под ней? Кто бы мог подумать, что мы были на пороге аналогичной технологии всего 20 лет назад?
Протез обойдется в 25-35 тысяч долларов. Это недешево, но бесценно для ампутантов, которые хотят вновь обрести независимость.
3. RoboBee (Гарвардский университет)
С искусственными мышцами, которые движут крылья 120 раз в секунду, RoboBee имеет размах крыльев около 3 см и легко взлетает. Вы можете спросить, зачем же нужен такой робот, но очень удивитесь, узнав о цели Гарвардского университета.
План состоит в том, чтобы создать автономный рой таких роботов для поисково-спасательных миссий, детального изучения погоды и искусственного опыления. С помощью сенсоров, которые будут работать в точности как антенны пчел, и специального программного обеспечения, роботы смогут сканировать движения друг друга и действовать соответственно. Размер роботов - это ключевая деталь, которая позволит им добираться до сложнодоступных зон в случае природных катастроф с легкостью и проворством.
В настоящее время инженеры работают над решением некоторых проблем самой сборки. Первая - это источник питания на борту, а вторая - уменьшение микрочипа, чтобы не мешал роботам летать. Как только проблемы будут преодолены, RoboBee будут готовы вылетать.
Остается еще один вопрос: сможем ли мы сами ускользнуть от взора этих мелких пчел?
2. «Кьюриосити» (NASA)
Запущенный в ноябре 2011 года и приземлившийся на Марс в августе 2012 года, «Кьюриосити» представляет собой самый продвинутый марсоход от NASA на сегодняшний день. 3 метра в длину и 2,5 в высоту, весом почти под тонну, марсоход выделяется на жестком рельефе Красной планеты. Его основная миссия заключается в анализе геологии, поиске воды или признаков жизни, а также изучении климата. «Кьюриосити» уже подтвердил наличие воды в почве Марса, что вызвало большое волнение и сплетни среди астрономов.
«Кьюриосити» оснащен системой визуализации, способной делать снимки в высоком разрешении на поверхности Марса, и тем самым помогает земной команде в удаленном изучении Марса. Камеры, установленные на марсоходе, помогли сделать знаменитый «селфи» марсохода. Также он может немного бурить породу и собрать образцы в поисках элементов, которые являются ключом к жизни на Земле. Ни один из его предшественников не был способен на это.
Кроме того, это первый робот в списке, оснащенный лазером. «Кьюриосити» может сжигать лазером небольшие камешки, анализируя испарения.
1. iCub (Итальянский технологический институт)
Это iCub, самый впечатляющий робот-гуманоид из списка. iCub настолько похож на человека, что к нему можно обращаться по имени-отчеству. Разработанный несколькими университетами и созданный Итальянским технологическим институтом, iCub по размерам сопоставим с двухлетним ребенком и даже учится точно так же.
iCub способен идентифицировать людей и объекты, находить различия между ними и взаимодействовать соответственно. Он также способен находить выход из сложных трехмерных лабиринтов самостоятельно. Он может трогать, хватать и поднимать предметы по требованию и даже стрелять из лука, пытаясь попасть в яблочко все лучше и лучше.
Вполне вероятно, что именно iCub станет идеальным спутником и помощником человека в не слишком отдаленном будущем.
Все современные двигатели внутреннего сгорания недостаточно мощные и не приспособлены для значительных изменений нагрузок при прямом приводе. Для адаптации тягового усилия применяют коробки перемены передач, позволяющие изменить скорость вращения в нужном диапазоне. В настоящее время все больше автомобилей оснащаются автоматической трансмиссией, и если различия между механикой и автоматом всем ясны, то разница между автоматом и роботом многих ставит в тупик.
Отличия коробки-автомата от робота
Принципиальные отличия АКПП от роботизированной заключаются в следующих конструктивных особенностях:
- Главная разница состоит в конструкции сцепления: автомат использует гидротрансформатор, а робот сухое фрикционное сцепление с одним или двумя дисками.
- В автоматах применяются планетарные редукторы со сложным функционированием и управлением, выбор передаточного отношения определяет блок управления. В роботе, подобно механической коробке, шестерни постоянно находится в зацеплении, и включаются специальными муфтами, используя синхронизаторы для выравнивания угловых скоростей.
- Показатель экономичности у робота значительно выше, так как гидротрансформатор имеет более высокие механические потери чем сухое сцепление.
- У автомата выше плавность движения и более высокий комфорт езды, но трансмиссия слишком дорога в ремонте, который может производиться только обученными специалистами в сервисном центре. Ремонт роботизированной коробки по стоимости и сложности сравним с механической.
Особенности и принцип действия коробки-автомата
Главная особенность автоматической коробки передач – это наличие гидротрансформатора, выполняющего функцию плавного переключения скоростей, за которые отвечает редуктор. Если провести аналогию с механической коробкой, то гидротрансформатор выполняет действия, сходные с выжимом сцепления, обеспечивая плавность переключения передаточных чисел. Редуктор автомата также имеет ступени – 4, 5 или 6, при этом коробки с разным количеством ступеней будут иметь и различные возможности.
Принцип работы АКПП следующий:
- Двигатель крутит с жестко закрепленной на нем ведущей турбиной, она двигает жидкость в картере, приводя в действие ведомую. Между ними нет механической связи, что позволяет им вращаться с разной частотой. При большой частоте вращения гидротрансформатор остается блокированным для экономии энергии.
- Усилие передается на первичный вал коробки, где при помощи шестеренок изменяются передаточные числа. Муфты задействуют нужные секции, обеспечивая оптимальную работу двигателя. Ударные нагрузки и рывки компенсируют обгонные муфты, проскальзывающие на обратном ходу.
- Управление фрикционами выполняется гидравлической системой. Гидропривод сжимает определенные фрикционы, приводя в действие соединенные с ним шестеренки.
- Давление масла обеспечивается специальным гидронасосом. Управление гидроприводами осуществляют золотники, которые перемещают соленоиды.
Преимущества и недостатки коробки-автомата
Автоматическая коробка передач в силу конструктивных особенностей имеет определенные преимущества:
- Обеспечение легкого управления автомобилем без необходимости выжима сцепления, переключения передач, и процедуры плавного начала движения. Это обеспечивается автоматикой, позволяя водителю сосредоточиться на дороге.
- Гидротрансформатор невозможно быстро вывести из строя в силу неопытности водителя, как это может произойти со сцеплением на механической коробке.
- Автомат не создает сильных нагрузок на двигатель, как при механике. Передаточные числа меняются без лишнего увеличения оборотов, тем самым продлевается ресурс двигателя.
- При использовании гидротрансформатора нагрузка на ходовую часть ниже в сравнении с другими видами трансмиссий.
- Наличие пассивной системы безопасности, при которой стоящий на уклоне автомобиль не может покатиться.
- У автоматической шестиступенчатой коробки расход топлива ниже.
Автоматическая трансмиссия имеет следующие слабые стороны:
- В сравнении с механической или роботизированной коробкой отсутствует высокая динамика разгона.
- Значительный расход топлива, особенно на четырехступенчатой коробке.
- Сниженный КПД из-за значительных потерь мощности, уходящих на работу гидротрансформатора.
- Дороговизна агрегата и его обслуживания, что отрицательно сказывается на стоимости всего автомобиля.
- Возможное откатывание назад при начале движения с места на уклоне.
- при неправильной эксплуатации.
Особенности и принцип действия роботизированной коробки
Роботизированная коробка передач (робот), устанавливаемая на обыкновенные автомобили, представляет собой механическую коробку с автоматическим (электрическим или гидравлическим) управлением. Переключение скоростей в таком устройстве происходит при помощи автоматики. В автомобиле нет традиционной педали сцепления, так как оно выключается автоматически в момент переключения передач. В некоторых автомобилях наряду с автоматическим предусмотрен ручной режим переключения передач.
Алгоритм работы коробки следующий: после запуска двигателя при выжатом тормозе селектор переводится в нужное положение. Привод на сцеплении разъединяет трансмиссию, а механизм коробки включает нужную передачу. Водитель бросает педаль тормоза и плавно давит на педаль акселератора, автомобиль трогается, и дальнейшие переключения производятся автоматически. Управление коробкой осуществляет процессор согласно выбранному алгоритму. Водитель может вмешиваться в работу коробки.
На спортивных автомобилях, участвующих в гонках, устанавливают более совершенную разновидность робота. Его конструкция предусматривает наличие двух систем сцепления, каждая из которых отвечает за свои передачи.
Благодаря двойному сцеплению скорость переключения передаточных чисел максимальна, что очень важно для спортивных гонок.
Преимущества и недостатки роботизированной коробки
В сравнении с автоматом, роботизированная КПП имеет меньше преимуществ в силу того, что система еще достаточно сырая и не доведена до совершенства. Сильные стороны робота проявляются в следующем:
- Более высокая экономия топлива в сравнении с автоматическими трансмиссиями.
- Высокая надежность механизма редуктора.
- Робот более дешев в производстве и обслуживании, потребляет меньше масла (в среднем вдвое), чем автомат.
- Двукратное повышение ресурса сцепления в сравнении с механической коробкой.
- Меньший вес коробки в сравнении с автоматической, ее высокая ремонтопригодность.
- Более высокая динамика, возможность ручного переключения скоростей на полуавтоматическом режиме, что важно на бездорожье, подъеме, или в пробке.
Слабые стороны роботизированной коробки передач:
- При переключении передач возможны рывки.
- Заметная задержка между включением передачи и началом ее использования.
- В отличие от автомата, при остановке автомобиля необходимо переключение рычага в нейтральное положение.
- Каждая пробуксовка во время движения усиленно расходует ресурс коробки. Эксплуатация автомобилей с таким видом трансмиссии желательна только на твердом покрытии.
- При начале движения происходит откат.
Растёт с каждым днём. Ещё совсем недавно автолюбители всего мира узнали о том, что существует стандартная АКПП с гидротрансформатором. Позже машины стали укомплектовывать бесступенчатыми вариаторами. И теперь появились роботизированные КПП. Многие ещё не доверяют этому свежему техническому решению. Так что лучше - «автомат» или «робот»? В чём различия между этими коробками, что выбрать рядовому автолюбителю?
Роботизированная КПП
Такая КПП или же «коробка-робот» - это не автомат.
На самом деле, это механическая трансмиссия, где функции отключения сцепления и проходят в автоматическом режиме. Название такой системы говорит о том, что водитель автомобиля и дорожные условия формируют лишь входные данные. А вся работа внутри КПП проводится при помощи электронного блока по определённым алгоритмам. Это главное отличие коробки: «робот» от «автомата» разнится этим в первую очередь.
«Робот» - это комфорт АКПП, высокая надёжность, а также экономия топлива - ведь он является механикой. При этом роботизированная коробка зачастую намного дешевле классических автоматических решений. Сегодня многие популярные и даже неизвестные автомобильные бренды оснащают свои авто именно такими установками. Уже есть производители, которые установили такие коробки на всю линейку: от бюджетных моделей до премиум класса.
Как устроена роботизированная КПП
Чем «робот» отличается от «автомата»? Как минимум своим устройством. «Роботы» также могут отличаться между собой. Однако есть в этих узлах кое-что общее. Это МКПП, где переключением и сцеплением управляет электроника. В подобных решениях применяют фрикционную систему сцепления.
Она может быть как однодисковой, так и многодисковой. В современных КПП обычно применяют двойное сцепление. Это позволяет избежать потерь в мощности и динамике. В основе «роботов» лежит привычная механика. На производствах применяются уже готовые решения. К примеру, в роботизированных системах SpeedShift используется база АКПП 7G-Tronic от «Мерседес». Здесь просто вместо гидротрансформатора установили диски сцепления.
Модель SMG от BMW - это шестиступенчатая механическая КПП с электрогидравлическим приводом сцепления. Так, что по технической части разница между «роботом» и «автоматом» - отсутствие гидротрансформатора и другая электроника. Вот и все отличия.
Привод роботизированных КПП
КПП-роботы бывают гидравлическими либо электрическими. Если модель имеет последний привод, тогда в качестве него используют сервомоторы и механизмы. Если он гидравлический, то работа осуществляется при помощи гидроцилиндров, которые управляются посредством электромагнитных клапанов. Специалисты и маркетологи называют эту систему электрогидравлическим приводом. Такими коробками оснащены некоторые модели Opel и Ford. Также может быть использован гидромеханический узел совместно с электрическим двигателем. Мотор в этом случае служит для перемещения основного цилиндра сцепления.
Электропривод отличается более медленной работой. Средняя скорость переключения составляет около 0,3-0,5 с. А потребление энергии - значительно меньше. Системы на гидро-приводе обеспечивают постоянное давление, а, значит, энергетические затраты будут выше. Однако, гидравлика гораздо быстрее. Подобные решения устанавливаются на спортивные автомобили из-за высокой скорости работы.
Привод и область применения
Электрические «роботы» применяются чаще на бюджетных моделях автомобилей.
Среди популярных коробок можно выделить: Allshift - Mitsubishi, Dualogic - Fiat, 2-Tronic - Peugeot. Гидравлику устанавливают на более дорогие модели.
Управление
Управляет робо-КПП специальная электронная система. В неё входят различные датчики, ЭБУ, а также исполнительные системы. Датчики наблюдают за основными параметрами. Ещё в отслеживается уровень давления, температура. Датчики отдают информацию в блок управления. На основании полученных сигналов, блок формирует управляющие импульсы на исполнительную часть по определённым алгоритмам. Управляющий блок находится в постоянном взаимодействии со многими узлами в авто.
В гидравлических системах, кроме всего этого, в блок управления также входит гидравлический элемент, обеспечивающий управление работой гидравлики. Это ещё одно отличие «робота» от «автомата».
Робот с двойным сцеплением
Главный недостаток подобных решений - долгое время срабатывания. Это приводит к рывкам и провалам в динамике.
Всё это в комплексе снижает комфорт управления. Но это было раньше. Сейчас эту проблему решили двумя сцеплениями, что обеспечило быстрое переключение без потерь в мощности. Ещё одно отличие «робота» от «автомата» следующее: при одной включённой передаче водитель может выбрать другую и, если необходимо, включить её без каких-либо перерывов. Такие системы называют переселективными коробками. Ни одно автоматическое решение пока не может такого предложить.
Ещё одно преимущество систем с двойным сцеплением - высокая скорость работы. Она здесь зависит лишь от скорости переключения муфт. Это применено в популярной DSG от «Фольксваген». Чем «робот» отличается от «автомата»? Стоит сказать про компактные размеры первого и малый вес. Это очень актуально для небольших малолитражных моделей авто. Кроме компактности, отмечают большое энергопотребление. Высокая скорость работы с постоянной отдачей крутящего момента даёт возможность получить хорошую разгонную динамику и экономию горючего.
Как работает «робот»?
Что касается работы, то здесь доступно два режима - автоматический и полуавтоматический. В первом случае ЭБУ по датчикам реализует заложенные алгоритмы. В каждой роботизированной коробке есть ручной режим. Он аналогичен работе Tiptronic на большинстве «автоматов». Этот режим позволяет последовательно переходить от низшей передачи к высшей при помощи селектора.
Коробка «робот» и «автомат»: разница
Если взглянуть на обе системы с точки зрения эксплуатации, то отличий немного. В случае с «автоматом» отсутствует управление сцеплением. Робот же им управляет, но полностью автоматически. «Робот» - это механика, автомат - гидромеханическая система. В этом и кроется отличие его от «автомата».
Важно брать во внимание разгон с опозданием. Жидкость в автоматической трансмиссии не может сразу справиться с воздействием ведомого вала. Они сцеплены не очень жёстко - это своего рода «предохранитель». Трансформатор будет вращаться свободно даже тогда, когда что-то заклинит. гидротрансформатора небольшой, поэтому часть мощности пропадает. Если двигатель отключён, «автомат» не может работать.
Плюсы и минусы
Чем «робот» отличается от «автомата»? Как минимум ценой. Среди достоинств можно выделить надёжную конструкцию.
В основе - механика, которая уже достаточно изучена и проверена. По своей надёжности РКПП значительно превосходит и вариатор, и «автомат». Также считается, что применение РКПП может способствовать меньшему расходу горючего. Так, некоторые владельцы заявляют об экономии до 30%. потребляет меньшее количество масла. Так, здесь хватит 2-3 литров, а вариатор съест 7. Число передач равно количеству на механической трансмиссии.
Механика значительно проще и дешевле ремонтируется, хотя автолюбители пишут на форумах, что обслуживание достаточно дорогое. Но большую часть поломок можно выполнить своими руками, имея необходимый опыт. Также увеличен ресурс дисков сцепления. В условиях города водитель часто стоит в пробках, а на подъёмах функция ручного управления будет очень полезной. Среди недостатков - отсутствие возможности прошивки агрегата.
Скорость работы ниже, чем на автомате. В городе требуется переключаться на полуавтоматический режим. На подъёмах размыкается сцепление.
Визуальные различия
Если автолюбители не знают, как отличить «автомат» от «робота», то, выбирая автомобиль, стоит взглянуть на селектор. Если есть знак P, тогда это автомат. Если есть только N и R, тогда это «робот».
Какую трансмиссию выбрать?
Если сравнить плюсы и минусы, то ни одна трансмиссия преимуществ не имеет. Иначе производители бы уже выпускали самое лучшее решение. Выбор зависит больше от личных предпочтений. Трудно сказать, что лучше: «автомат» или «робот». Нужно отметить, что АКПП - это плавность, РКПП - динамика. Итак, мы выяснили, чем «робот» отличается от «автомата».
