Что такое робот и что такое вариатор

Что выбрать: робот или вариатор

Вариатор и робот – две новые и достаточно перспективные разработки в области автоматических коробок передач. Одна – разновидность автомата, другая – механики. Что лучше вариатор или робот? Проведем сравнительную характеристику обеих трансмиссий, определим их преимущества и недостатки и сделаем правильный выбор.

Все об устройстве вариатора

Вариатор – разновидность автоматической коробки передач. Он предназначен для плавной передачи крутящего момента от двигателя к колесам и бесступенчатого изменения передаточного отношения в фиксированном диапазоне.

Зачастую в технической документации к автомобилю можно встретить в качестве обозначения коробки передач аббревиатуру CVT. Это и есть вариатор, в переводе с английского – “постоянно изменяющая передаточное отношение трансмиссия” (Continuously Variable Transmission).

Главная задача вариатора – обеспечить плавное изменение крутящего момента от двигателя, что делает разгон автомобиля плавным, без рывков и провалов. Мощность машины используется по максимуму, а топливо расходуется по минимуму.

Управление вариатором практически не отличается от управления автоматической коробкой передач, за исключением бесступенчатого изменения крутящего момента.

Кратко о видах CVT

1. Клиноременный вариатор. Он получил наибольшее распространение. Этот вариатор состоит из ремня, натянутого между двумя раздвижными шкивами. Принцип работы клиннорменного вариатора заключается в плавном изменении передаточного отношения за счет синхронного изменения радиусов контакта шкивов и клиновидного ремня. . Менее распространен. Здесь роль ремня выполняет цепь, передающая тянущее, а не толкающее усилие.
2. Тороидный вариатор. Достоин внимания и тороидный вариант трансмиссии, состоящий из дисков и роликов. Передача крутящего момента здесь осуществляется за счет силы трения роликов между дисками, а передаточное число меняется посредством перемещения роликов относительно вертикальной оси.

Детали вариаторной КПП дорогостоящие и труднодоступные, да и сама коробка обойдется недешево, а с ее ремонтом могут возникнуть проблемы. Наиболее дорогим вариантом будет тороидная коробка, для изготовления которой требуется высокопрочная сталь и высокая точность механической обработки поверхностей.

Преимущества и недостатки вариаторной коробки передач

В тексте уже были упомянуты как положительные, так и отрицательные стороны вариатора. Для наглядности представим их в таблице.

Преимущества	Недостатки
1. Плавное движение автомобиля, бесступенчатое ускорение	1. Высокая стоимость коробки и ее ремонта, дорогие расходные материалы и масло
2. Экономия топлива за счет использования всего потенциала работы двигателя	2. Непригодность к высоким нагрузкам и тяжелым дорожным условиям
3. Простота и меньшая масса коробки в сравнении с классической АКПП	3. «Эффект задумчивости» при переключении передач (хотя, в сравнении с роботом, вариатор «тормозит» меньше)
4. Возможность движения на максимальном крутящем моменте двигателя	4. Ограничения по установке на автомобили с двигателями большой мощности

Чтобы устройство не подвело водителя в процессе эксплуатации, необходимо соблюдать следующие условия:

• следить за уровнем масла в трансмиссии и вовремя менять его;
• не нагружать коробку в период зимних холодов в начале движения, при буксировке авто и во время движения по бездорожью;
• периодически проверять на разрывы разъемы агрегата и проводку;
• следить за работой датчиков: отсутствие сигнала любого из них может привести к некорректной работе коробки.

Вариаторная КПП – это новая и пока не доведённая до оптимального состояния, имеющая множество недостатков система трансмиссии. Несмотря на это, разработчики и конструкторы пророчат ей большое будущее. CVT является наиболее простым видом трансмиссии как по техническому устройству, так и по принципу работы.

Несмотря на кажущиеся преимущества, обеспечивающие экономию топлива и комфорт при движении, вариаторная КПП сегодня применяется достаточно редко и, в основном, в легковых машинах или мотоциклах. Посмотрим, как обстоит дело с роботом.

Роботизированная коробка передач

Роботизированная коробка передач (робот) – механическая трансмиссия, в которой функции переключения передач и управления сцеплением автоматизированы. Эту роль здесь выполняют два привода, один из которых отвечает за управление механизмом переключения передач, второй – за включение и выключение сцепления.

Робот призван объединить в себе достоинства механической КПП и автомата. Он сочетает в себе комфорт в управлении (от автомата), а также надежность и экономию топлива (от механики).

Устройство и принцип работы робота

Основными элементами, входящими в состав роботизированной КПП, являются:

• механическая коробка передач;
• сцепление и привод сцепления;
• привод переключения передач;
• блок управления.

Принцип действия робота практически не отличается от функционирования обычной механики. Разница заключается в системе управления. Этим в роботе занимаются гидравлические и электрические приводы. Гидравлические элементы обеспечивают быстрое переключение, но требуют затрат дополнительных ресурсов. В электрических же приводах, наоборот, затраты минимальны, но при этом возможны задержки в их работе.

Роботизированная трансмиссия может функционировать в двух режимах: автоматическом и полуавтоматическом. В автоматическом режиме электронное управление создает определенную последовательность управления коробкой. За основу процесса берутся сигналы входных датчиков. В полуавтоматическом (ручном) режиме передачи переключаются последовательно с помощью рычага переключения. В некоторых источниках роботизированную трансмиссию называют “секвентальной коробкой передач” (от лат. sequensum – последовательность).

Преимущества и недостатки робота

В роботизированной коробке передач собраны все плюсы автомата и механики. Однако при этом нельзя сказать, что она лишена недостатков. К таким недостаткам относятся:

1. Трудности с адаптацией водителя к КПП и непредсказуемость поведения робота в сложных дорожных условиях.
2. Некомфортное движение по городу (резкие старты, толчки и рывки при переключении передач держат водителя в постоянном напряжении).
3. Возможен и перегрев сцепления (во избежание перегрева сцепления необходимо при остановках включать режим «нейтралка», что, само по себе, также утомляет).
4. «Эффект задумчивости» при переключении передач (кстати, такой же минус у вариатора). Это не только раздражает водителя, но и создает опасную ситуацию при обгоне.
5. Невозможность буксировки, что также присуще и вариатору.
6. Возможность скатывания автомобиля назад на крутом подъеме (при вариаторе это невозможно).

Из вышеперечисленного делаем вывод, что роботизированной КПП еще далеко до комфорта автомата. Переходим к положительным моментам роботизированной трансмиссии:

1. Невысокая стоимость в сравнении с тем же автоматом или вариатором.
2. Экономичный расход топлива (здесь механика даже уступает, а вот вариатор в этом плане лучше: плавное и бесступенчатое переключение позволяет сэкономить больше топлива).
3. Жесткая связь двигателя с ведущими колесами, за счет чего можно «газом» выводить машину из заноса или осуществлять торможение двигателем.

Робот с двумя сцеплениями

В связи с многочисленными минусами, присущими роботизированной КПП, разработчики решили пойти дальше и все-таки реализовать идею создания коробки передач, которая бы объединила в себе все плюсы автомата и механики.

Так появился робот с двойным сцеплением, разработанный концерном Volkswagen. Он получил название DSG (Direct Shift Gearbox), что в переводе с английского означает “коробка передач с синхронизированным переключением”. Преселективная трансмиссия – это еще одно название второго поколения роботов.

Коробка оснащена двумя дисками сцепления: один включает четные передачи, другой – нечетные. Обе передачи постоянно включены. Во время движения автомобиля один диск сцепления находится в постоянной готовности, а другой – в сомкнутом состоянии. Первый включит свою передачу сразу же, как только второй разомкнется. В результате переключение передач происходит практически мгновенно, а плавность работы сравнима с вариатором.

Коробка с двумя сцеплениями обладает следующими характеристиками:

• она экономичнее автомата;
• более комфортна, чем простая роботизированная коробка;
• передает больший крутящий момент,нежели вариатор;
• обеспечивает такую же жесткую связь колес с двигателем, как и механика.

С другой стороны, стоимость этой коробки будет выше стоимости механики, а расход выше, чем у робота. С точки зрения комфорта, вариатор и автомат все равно выигрывают.

Делаем выводы

В чем же отличия вариатора от робота, и какая из этих коробок передач все же лучше? Вариатор является разновидностью автоматической коробки передач, а робот – все же ближе к механике. Именно исходя из этого стоит делать выбор в пользу той или иной коробки передач.

Предпочтения в выборе коробки передач обычно исходят от самого водителя и основаны на его требованиях к автомобилю, а также на его манере управления. Вам важны комфортные условия движения? Тогда выбирайте вариатор. В приоритете надежность и возможность езды в тяжелых дорожных условиях? Ваш выбор – определенно робот.

Выбирая автомобиль, водитель должен лично «опробовать» оба варианта коробок. Следует помнить, что как робот, так и вариатор имеют свои преимущества и недостатки. Определиться с выбором поможет и цель, для которой планируется использовать автомобиль. В городском спокойном ритме вариатор будет предпочтительней робота, который просто не “выживет” в бесконечных пробках. За городом, в тяжелых дорожных условиях, при езде на высоких скоростях или при спортивной езде предпочтительнее будет робот.

Вариатор или робот? Какая КПП лучше?

Чтобы устройство не подводило водителя во время работы, необходимо соблюдать следующие условия:
• Следить за уровнем масла в трансмиссии и вовремя менять;
• Не нагружать в холодный зимний период в начале движения, при буксировке автомобиля и при движении по бездорожью;
• Периодически проверять разъемы и проводку блока на предмет обрывов;
• Следить за работой датчиков: отсутствие сигнала с любого из них может привести к некорректной работе коробки.

CVT — это новая и еще не до конца оптимизированная система трансмиссии, имеющая ряд недостатков. Несмотря на это, производители и инженеры пророчат ей большое будущее. Вариатор — простейший вид трансмиссии как по технической конструкции, так и по принципу действия.
Несмотря на очевидные преимущества, обеспечивающие экономию топлива и комфорт при вождении, вариаторы сегодня набирают популярность в легковых автомобилях и мотоциклах.

Роботизированная трансмиссия

Устройство и принцип работы робота

Принцип работы робота практически не отличается от работы обычной механики. Отличие заключается в системе управления. В роботе это делается с помощью гидравлического и электрического приводов. Гидравлические элементы обеспечивают быстрое переключение, но требуют дополнительных ресурсов. В электроприводах, наоборот, затраты минимальны, но при этом возможны задержки в их работе.
Роботизированная трансмиссия может работать в двух режимах: автоматическом и полуавтоматическом. В автоматическом режиме электронное управление создает определенную последовательность управления коробкой. Процесс основан на сигналах входных датчиков. В полуавтоматическом (ручном) режиме переключение передач осуществляется последовательно с помощью рычага переключения передач. В некоторых источниках роботизированную трансмиссию называют «секвентальной коробкой передач» (от латинского sequensum — последовательность).

Недостатки робота

Преимущества робота

Из-за множества недостатков, присущих роботизированной коробке передач, разработчики решили пойти дальше и все же реализовать идею создания коробки передач, которая бы совмещала в себе все преимущества автомата и механики.

Так появился робот с двойным сцеплением, разработанный компанией Volkswagen. Он получил название DSG (Direct Shift Gearbox), что в переводе с английского означает «коробка передач с синхронизированным переключением». Преселективная передача — еще одно название второго поколения роботов.
Коробка оснащена двумя дисками сцепления: один включает четные передачи, другой — нечетные. Обе программы всегда включены. Во время движения автомобиля один диск сцепления всегда готов, а другой находится в замкнутом состоянии. Первый включит свою передачу, как только второй будет отключен. В результате переключения передач происходят практически мгновенно, а плавность хода сравнима с работой вариатора.
Коробка двойного сцепления имеет следующие характеристики:
• экономичнее;
• удобнее простого роботизированной коробки передач;
• передает больше крутящего момента, чем вариатор;
• обеспечивает такое же жесткое соединение между колесами и двигателем, как и механика.
С другой стороны, стоимость данной КПП будет выше стоимости механики, а расход выше, чем у обычного робота. С точки зрения комфорта все равно выигрывают вариатор и автомат.
Что выбирать? Выбирать вам, проанализировав плюсы и минусы робота и вариатора.

Робот и вариатор: главные отличия

Каждый водитель легко скажет, чем отличается установленная в автомобиле коробка — «механика» от «автомата». А вот в чём разница между роботизированной и вариатором? Разбираемся, в чём же отличия и какая лучше.

Что за робот такой?

Роботизированные коробки передач (РКПП) — это, по сути, та же самая механика, только передачи переключает в ней не водитель, а специальные сервоприводы. Таких сервоприводов в коробке два, называются они актуаторы: один отличает за выжим сцепления, а второй — за переключение передач. Электронный блок полностью управляет актуаторами, водителю нужно лишь перевести селектор в положение «Вперёд» и нажимать на педаль газа, электроника сама будет определять, когда выжать сцепление и включить нужную передачу.

Роботизированные коробки очень разные, каждый производитель пытается привнести какое-то свой ноу-хау, но получается не всегда удачно. Некоторые коробки себя зарекомендовали очень хорошо. А некоторые вызывают кучу нареканий со стороны водителей. К таким коробкам можно отнести, например, АМТ, сделанную на АвтоВАЗе, или DSG — творение компании Volkswagen. Первая слишком проста и глупа, а вторая чересчур умная и сложная.

Выбирая себе автомобиль с роботизированной коробкой передач, вы должны обязательно на нём прокатиться, так как очень многим водителям категорически не нравится алгоритм работы роботизированных коробок. За исключением коробки DSG, роботы поголовно страдают провалами при разгоне и ощутимыми толчками при переключении передач.

А как вариант с вариатором?

Вариаторная или бесступенчатая коробка передач (CVT) — это разновидность автоматической коробки, только в ней отсутствуют фиксированные передачи. К основному плюсу таких коробок можно отнести очень плавное движение автомобиля, так как фактически не происходит никаких переключений передач и выжимов сцепления.

Внутри коробки находятся два вала с подвижными конусами, которые связаны между собой металлическим клиновидным ремнём. Конусы под действием гидравлики смыкаются или размыкаются, изменяя коэффициент передачи.

Такие коробки крайне популярны на мототехнике, а также на маленьких городских автомобилях. Машины с такими коробками, как правило, очень мало расходуют топлива. К основным недостаткам вариаторов можно отнести их ограниченный динамический диапазон, они просто неспособны обеспечить автомобиль нормальными ни нормальными низами, ни верхами.

Вариаторы нельзя устанавливать на мощные двигатели. Кроме того, на них крайне не рекомендуется долго ехать на максимальной скорости. Вариаторные коробки не любят буксований в грязи или снегу, а также на них нельзя буксировать прицепы.

Кто же лучше?

Этот вопрос действительно непростой, так как оба варианта трансмиссий обладают как явными плюсами, так и существенными недостатками. Обе коробки очень требовательны к регулярному обслуживанию и качеству заливаемого масла. При выборе ориентироваться стоит на место и манеру использования автомобиля.

Для чисто городского автомобиля лучшим вариантом станет вариатор. Робот подойдёт, когда нужна машина для трассы с фиксированными передачами и возможностью их ручного переключения. С роботизированной коробкой можно смело буксировать прицепы и другие автомобили. Если сравнивать по надёжности, то робот надёжнее вариатора, но и ремонт его дороже, особенно если речь идёт о DSG.

Выбор коробки передач: автомат, робот или вариатор

Сразу стоит уточнить, что «автомат» — самый лучший вариант. Поэтому, если есть возможность, советуем приобрести именно его. «Вариаторы» и «роботы» стали распространяться сравнительно недавно, поэтому пока что не известно об их «подводных камнях», хотя главные недостатки уже знают многие. Озвучим эти недостатки и выделим также все главные достоинства роботизированных трансмиссий.

Достоинства коробки типа «робот»

— Относительно малый расход топлива
— Недорогая цена и обслуживание самой трансмиссии.

Недостатки

— Не очень хорошая плавность переключения;
— Маленькая скорость переключений.

Как устроен «робот»

Самая известная и качественная роботизированная трансмиссия установлена на автомобилях BMW серии M. Ее название – SMG, что означает Sequental M Gearbox. Трансмиссия представляет собой механическую 6-ступенчатую коробку передач, где за отключение сцепления и переключения скоростей отвечает электронная управляемая гидравлика. Скорость переключения передачи молниеносная, она равна всего 0,08 сек.

Но есть и другие методы, как сделать из механической коробки передач «робота». Один из самых известных применяется в Mercedes-Benz A-класса. Суть его в том, что на механическую трансмиссию устанавливается электрогидравлический привод сцепления.

Водитель переключает скорости так же, как и на автомобиле с обычной механической трансмиссией, но при этом педали всего две. Сцепления нет, потому как электропривод сам следит за тем, где находится педаль газа и рычаг КП, и сам когда надо отключает сцепление. Чтобы не было сильных рывков при переключении, а также, чтобы автомобиль не заглох, электроника берёт во внимание цифры на датчиках двигателя и ABS.

Другой способ получить «робота» — поставить вместо гидронасосов шаговые электродвигатели. Такое используется на автомобилях Opel и Ford. Но на практике этот способ плохо оправдал себя, несмотря даже на свою относительную дешевизну. После такой замены стали происходить сильные рывки, а скорости начали переключаться с довольно ощутимым опозданием. Правда, аналогичным методом воспользовались и японцы, поставив электроприводы на Toyota Corolla, и у них обошлось без подобных недостатков. Скорости переключаются и быстро, и плавно.

Бесступенчатая трансмиссия или «вариатор»

Здесь все в точности наоборот. То, с чем были связаны основные недостатки «робота», в бесступенчатой трансмиссии напротив – главные преимущества. Это в частности, хорошая плавность и высокая скорость переключения. Основной же недостаток – высокая стоимость трансмиссии и её обслуживания.

Устройство вариатора

Основателями такого вида трансмиссии были сотрудники фирмы DAF (Нидерланды). Основной принцип работы прост и доступен. Крутящий момент достигается с помощью резинового ремня, который находится на перемещающихся дисках. Те, в свою очередь, образуют шкивы временной передачи. Есть два вида дисков: ведущие и ведомые. Когда первые раздвигаются, а последние сдвигаются, момент «на выходе» становится меньше.

В наши дни вместо кожаного ремня ставится либо наборной ремень из стали, либо большая стальная цепь. Главный минус таких коробок передач – это отсутствие задней скорости и «нейтралки». Но производители трансмиссий находят выход из этого, используя разные способы.

Автоматическая трансмиссия или «автомат«

Плюсы

— Высокая плавность и скорость переключения;

Минусы

— Большой расход топлива
— Высокая цена эксплуатации и самой трансмиссии.

Об устройстве

Стандартная автоматическая коробка передач включает в себя два главных компонента. Один из них – гидротрансформатор, который служит в качестве маховика. Другой – планетарная коробка передач. Между прочим, всё оснащение автоматических трансмиссий за годы их существования не так уж сильно и поменялось. Единственное, что можно отметить – это возросшее число передач. На Vauxhall Victor их было две, а на Lexus LS460 их уже восемь.

Зато сильно изменились системы управления. В самом начале, когда только придумали «автоматы», скорости переключались с помощью небольшого выключателя, который нужно было двигать вверх и вниз. Позже коробки передач стали делать все это сами. А ещк позже появилась возможность подстраивать трансмиссию под каждого конкретного водителя.

В зависимости от того, как он предпочитает ездить, можно стало выбирать один из нескольких режимов. Для лихачей лучшим вариантом будет режим «спорт», для любителей спокойной езды – «комфорт». Такие «умные автоматы» называются адаптивными.