Robotická převodovka (hovorově robot , dále - RCP ) - převodovka , ve které konstrukce sestavy zodpovědné za snížení a rozdrcení rozsahu výkonu v převodech obecně vypadá jako manuální převodovka , ale převodovka samotná pracuje automaticky a funguje nevyžadují zásah řidiče do procesu přepínání. Na rozdíl od tradičních hydraulických automatů je obtížné automatizovat pracovní procesy v RCP bez pomocné elektroniky, proto se RCP stalo možným až s příchodem kompaktních a spolehlivých mikroprocesorových řídicích systémů .
Jedním z prvních masových modelů byl americký nákladní 10rychlostní RCP Eaton Autoshift pro nákladní tahače , vyvinutý na bázi 10stupňové nesynchronizované manuální převodovky Fuller RTO-10 a vyráběný od roku 1997 do současnosti (2020). [1] Na moderních dopravních zařízeních se RCP používají stejně jako hydromechanické automatické převodovky na nákladních i osobních automobilech a lze je provádět na základě dvou zásadně odlišných mechanických schémat: RCP s jednou spojkou a RCP se dvěma spojkami [2] .
V evropském technickém lexikonu jsou RCP bez ohledu na jazyk obvykle označovány zkratkou AMT - Automated Manual / Mechanical Transmission. Kromě toho lze dvouspojkové RCP označovat jako DCT - Dual Clutch Transmission, i když definice „automatického“ je zde vynechána.
Stejně jako u jiných typů automatických převodovek má řidič pouze dva pedály: brzdový a plynový. Chování manuální převodovky při minimální rychlosti se liší od automatické převodovky a manuální převodovka může jak emulovat hydraulický automat [3] (v nízkých rychlostech přejde měnič točivého momentu na podřazení a překoná brzdnou sílu, proto brzdový pedál ovládání), a to může fungovat úplně jinak (například jízda z mírného tlaku na plyn) [2] . Známý je případ: první verze jednokotoučového robota VAZ jezdily lehkým sešlápnutím plynu, ale v dalších úpravách přidaly do firmwaru částečnou emulaci hydroautomatické převodovky [4] .
Volič manuální převodovky má následující režimy:
Parkovací režim je k dispozici v boxu Volkswagen DSG a chybí v manuální převodovce VAZ. Řidič VAZ opustí vůz v režimu N (neutrál) nebo D/R (v prvním/zpátečku). Stejně jako u automatických převodovek režim P spíše doplňuje, než nahrazuje, parkovací brzdu a neudrží vůz ve svahu.
Manuální převodovka vyžaduje jemnou práci spojkového pedálu a designové myšlení se vydalo různými směry, aby tento problém vyřešilo. Jedním z nich je vyrobit úplně jiný mechanismus, u kterého se otáčky přepínají sevřením té či oné části vícestupňové převodovky a rázy, ke kterým v tomto případě dochází, jsou zhášeny kapalným médiem – tak se traduje hydromechanická automatická převodovka funguje . Druhý je přímočařejší – donutit automatiku mačkat spojku. První provozní verze takového boxu - Saxomat - byla vydána v roce 1957. Tato skříň pouze vymáčkla spojku, převody bylo nutné řadit ručně [5] .
Už před válkou popsal koncept krabice se dvěma spojkami slavný Adolf Kegress . Zda jej pak někdo vtělil do kovu, není známo. V 80. letech se této myšlenky chopili závodní inženýři Porsche, kteří vyrobili první pracovní verzi manuální převodovky se dvěma spojkami na analogové základně [6] . Krabice přišla těžká a nespolehlivá, ke startu byla nutná nožní spojka, ale start byl proveden, Porsche 956 fungovalo a vykazovalo dobré výsledky a systém se v závodních vozech stále zlepšoval [7] . Ukázalo se ale, že i jednospojková provedení z moderních materiálů se přepínají poměrně rychle. Moderní krabice závodních vozů vyšších sérií včetně Formule 1 je jednospojkový poloautomat (pro zjednodušení sekvenční vačka, která je v závodech celkem přijatelná).
V roce 2003 vydala společnost Volkswagen AG prvního dvoukotoučového „robota“ pro silniční automobily. A dnes je Volkswagen DSG nejznámějším a nejrozšířenějším robotem se dvěma spojkami a mechatronika je přezdívka pro akční člen jakéhokoli robota (jak ho nazývá Volkswagen ). Jestliže se robot se dvěma olejovými spojkami Volkswagen DSG6 DQ250 ve statistikách poruch jen málo lišil od ostatních boxů, pak se „mladší bratr“ Volkswagen DSG7 DQ200 se dvěma suchými spojkami ukázal jako spíše neúspěšný [8] . Výrobce řekl: toto je velmi slibná krabice a on ji neodmítne, na oplátku poskytuje záruku na 5 let nebo 150 tisíc kilometrů. Od roku 2014 byla krabice uznána jako dostatečně spolehlivá a odmítla takovou záruku.
Souběžně s dvoukotoučovými roboty se objevovaly i jednokotoučové - neměly nic společného se závodními konstrukcemi, byly to osvědčené mechaniky, na které byly připevněny aktuátory. Marketingový a inženýrský experiment se nezdařil: první „roboti“ se střídali jako absolventi autoškol, s trhnutím a trhnutím [2] . Koncem roku 2010 donutily přísné ekologické předpisy [6] evropské výrobce k masovému přijetí manuálních převodovek.
Kromě dvou tradičních schémat - s jednou a dvěma spojkami - existují také exotická schémata. Byla patentována skříň se třemi spojkami [6] . Vzácně existuje „automat bez měniče točivého momentu“ [9] - směs „automatu“ a „robota“, hydraulická planetová převodovka se spojkou. Jedna ze spojek („spojka“) se používá pro startování, je silnější, jsou předepsány speciální řídicí algoritmy. Další přepínání - jako u automatické převodovky. Existují také CVT bez měniče točivého momentu [10] . Koenigsegg Jesko je vybaven 9stupňovou tříhřídelovou převodovkou bez řazení, ale se 7 spojkami [11] .
Jednokotoučová manuální převodovka je manuální převodovka se spojkou, na které jsou instalovány dva pohony (akční členy): jeden je zodpovědný za sešlápnutí spojky, druhý za volbu a řazení rychlostních stupňů. Pohony mohou být buď elektrické (řízené motory) Toyota Corolla nebo hydraulické (řízené solenoidy) Citroen Picasso.
Pokud je převodovka hydraulická (obvykle se používá v drahých autech), je zde ještě čerpadlo udržující tlak v hydraulickém systému a hydraulická deska (olejové dráhy a sedla ventilů vyrobena ve velké kovové desce). Zajímavostí je, že se dostala dvoukotoučová převodovka DSG7 DQ200, instalovaná do vozů Volkswagen s nízkým výkonem: je elektrohydraulická, s elektrickým čerpadlem s nízkým výkonem, které není schopno udržet tlak, pokud začne proudit kapalina Hydraulické čerpadlo funguje na princip zubového čerpadla. Nasává hydraulický olej a přivádí jej do olejového okruhu pod tlakem 70 bar. Tlak je podporován hydraulickým akumulátorem (přijímačem). Pokud je ve stroji voličem více ventilů na společném vřetenu, pak je volič robota čistě elektrický spínač, zpracování režimů zajišťuje procesor.
Důležitým know-how automobilek jsou spínací algoritmy: robot se musí přizpůsobit přirozenému opotřebení spojkového kotouče [12] , nepřekážet řidiči neúspěšným spínáním a provádět různé techniky jízdy v manuálním autě. Robot Opel Easytronic přijímá informace ze senzorů ABS a nespíná, pokud vůz zatáčí - a uvolnění plynu je naopak signálem k přepnutí [12] . Lada Vesta zavádí takové lidové techniky jízdy, jako je parkování na rychlostním stupni, startování v zimě na 2. rychlostní stupeň, startování motoru „z tlačníku“, vytahování z bláta „houpání“ [13] . Lamborghini Aventador má jednospojkového robota, ale vidlice jsou ovládány čtyřmi nezávislými hydraulickými pohony a sousední převody (kromě poslední dvojice, 6-7) jsou na různých vidlicích, což dává sportovnímu vozu solidní řazení 50 ms. čas [14] . Nákladní skříň Volvo I-Shift není synchronizována, synchronizace otáčení hřídelí je dosažena softwarově.
Téměř všechny vozy s roboty jsou vybaveny automatickými systémy zpětného rázu ( hill assist ) [15] [3] . Selhání této funkce může způsobit nepříjemnosti a dokonce i nehodu [10] .
Pro přepnutí robot bere informace z různých systémů vozidla, a pokud tyto senzory selžou, jsou možné chyby. Spousta robotů přestane normálně fungovat, když selže brzdové světlo [12] .
Dvoukotoučová manuální převodovka jsou dvě paralelní manuální převodovky se dvěma spojkami v jedné, jedna pro sudé převody, druhá pro liché. Když je vůz zařazený na 1. rychlostní stupeň, lichá skříň je na 1. rychlostním stupni a spojka a v sudém na pouze 2. rychlostní stupeň a spojka je otevřená.
Když je potřeba přeřadit na 2. rychlostní stupeň, jedna spojka se rozpojí, druhá sepne. Když počítač vidí, že řidič pokračuje ve zrychlování, připraví na liché skříňce 3. rychlostní stupeň, a když přijde čas přeřadit, opět jednu spojku rozepne a druhou sepne.
Proto se box nazývá předselektivní ( „s předvolbou“ ) - když auto jede na 2. rychlostní stupeň, box si předem připraví 3., aby na něj mohl později rychle přejít. Dvoukotoučové manuální převodovky se přepnou za 0,2 s nebo i rychleji [6] , aniž by došlo k přerušení toku výkonu, ale pouze na předem připravený převod [3] . Chyby v predikci (například prudké zrychlení z ekonomického režimu, a tedy naléhavé klesání o dva nebo tři rychlostní stupně) vedou ke zpoždění [3] .
Hlavními výhodami dvoudiskových robotů jsou plynulé přepínání a úspora paliva. Nevýhodou je samotné zpoždění při akceleraci [3] , cena na úrovni automatu, ne nejlepší chování v nízkých otáčkách a špatně propracovaná (pro rok 2018) oprava [16] - např. Volkswagen AG prostě mění spojková jednotka nebo mechatronika pro většinu problémů [8] .
Poznámka. Mechanické boxy se také nazývaly předselektivní, ve kterých je před zapnutím indikován další převodový stupeň: při přeřazení voliče se natahují pružiny nebo sepnou pneumatické ventily, při sešlápnutí spojkového pedálu pracují a automaticky zařazují. To nemá s ŘP nic společného.
Pro rok 2019 se dvoukotoučová manuální převodovka používá v široké škále tříd vozidel. Na vozech levné a střední třídy se může pochlubit cenou a spotřebou srovnatelnou s „automatem“ jako s manuální převodovkou. Deklarovaná spotřeba 122koňového přeplňovaného Volkswagenu Golf je tedy 5,9 l / 100 km na „robota“ a 6,3 na manuál [17] .
Na sportovních autech jsou dvoudiskové „roboty“ oblíbené pro rychlé přepínání, což znamená dynamické zrychlení. Bugatti Veyron o výkonu 1200 koní je tedy vybaveno 7rychlostním „robotem“ a zrychlí na 100 km/h za 2,5 s [18] . BMW M3 o výkonu 425 koní s manuální převodovkou zrychlí na 100 km/h za 4,1 s, s „robotem“ - za 3,9 [19] .
Mitsubishi Fuso Truck and Bus Corporation byla první, kdo v roce 2011 vybavil nákladní automobil dvoukotoučovým robotem [20] . Následně tento nápad převzali další výrobci ( John Deere - 2012, Volvo - 2014), ale pro rok 2019 zůstávají taková nákladní vozidla exotická: složité konstrukce nepřidávají nákladnímu vozu ziskovost [15] .
Robot není použitelný v SUV , stavební zařízení: při minimální rychlosti s vysokou trakcí funguje měnič točivého momentu lépe [21] [10] [15] .
Automat bez měniče točivého momentu je extrémně vzácný, hlavně u drahých reprezentativních vozů ( Aurus Senat , sportovní výbava Mercedes-Benz třídy S [22] ). I když existovaly návrhy na vybavení VAZů takovým kulometem [9] . CVT bez měniče točivého momentu najdeme například v crossoveru Subaru Forester .
Jednokotoučová manuální převodovka v osobních vozech pro rok 2019 se vzhledem ke své levnosti a zásadním nedostatkům (přepínání vyžaduje čas a k těmto přepínáním dochází v nekontrolovaných okamžicích) používá pouze u levných vozů (například Lada Vesta ). V sestavách velkých značek ( Volkswagen , Hyundai , KIA , Ford ) pro rok 2019 nejsou žádní jednodiskoví roboti - i když byli k vidění již dříve (například Citroën C3 ).
V nákladní dopravě se nadále používají jednokotoučové roboty (Eaton Autoshift, Eaton Ultrashift, Volvo I-Shift, Renault Optidriver). Nákladní automobil má více než tucet převodových stupňů se složitými schématy řazení (jedna páka volí několik převodových stupňů, druhá – skutečný převodový stupeň, často je jednou z pák předvolba – řadí převodový stupeň, když řidič sešlápne spojku [23] ) , a i poloautomatické řazení je pohodlnější než plně manuální . Mnohé z těchto robotů jsou navíc částečně sjednoceny s manuálními boxy. Známá nevýhoda manuální převodovky zděděná od manuálních převodovek - v minimálních rychlostech musíte jet s prokluzem spojky a řidič vidí podmínky vozovky lépe než robot - je vyřešena zavedením redukčních převodů, které poskytují stabilní pohyb při rychlostech nižších než 1 km/h [24] [25] . Má se za to, [15] že ze všech nákladních aut má hlavní tahač užitek z robota nejlépe ze všech – a ne popelářský vůz nebo dodávka.
Jednodiskové poloautomatické stroje se často používají v automobilových závodech. Někdy úspěchy závodních inženýrů pronikají do sportovních vozů a mění se v plnohodnotné roboty ( Lamborghini Aventador ).