Роботизована коробка передач (РКП) — коробка передач, в якій конструкція вузла, відповідального за редукцію та дроблення силового діапазону за передачами, загалом виглядає як на механічній КП, але при цьому сама КП працює автоматично і не вимагає втручання водія у процес перемикання. На відміну від традиційних гідроавтоматів, у РКП утруднена автоматизація процесів роботи без допоміжної електроніки, тому РКП стали можливі лише разом із появою компактних та надійних мікропроцесорних систем управління.
На сучасній транспортній техніці РКП застосовуються нарівні з гідромеханічними АКП як на вантажних, так і на легкових автомобілях, і можуть бути виконані на основі двох механічних схем, що принципово відрізняються: РКП з одним зчепленням і РКП з двома зчепленнями.
У європейському технічному лексиконі незалежно від мови РКП зазвичай позначаються абревіатурою AMT – Automated Manual/Mechanical Transmission. Додатково до цього РКП з двома зчепленнями можуть бути позначені як DCT — Dual Clutch Transmission.
Органи управління
Як і на інших видах автоматичних трансмісій, у водія всього дві педалі: гальма та акселератора. Поведінка РКП на мінімальній швидкості відрізняється від АКП, і РКП може як емулювати гідроавтомат (на малих швидкостях гідротрансформатор перетворюється на знижувальну передачу і переборює гальмівне зусилля, звідси - управління педаллю гальма), так і працювати зовсім по-іншому (наприклад, їхати).
Селектор РКП має наступні режими:
R (Reverse) – задній хід.
N (Neutral) – нейтральна передача (наприклад, для буксирування).
D (Drive) або A (Auto) – рух уперед.
± або M (Manual) — режим «типтронік» із напівавтоматичним перемиканням.
Р (Parking) — режим стоянки. Як і з АКП, режим "P" доповнює, а не замінює гальмо стоянки і не утримає автомобіль на схилі.
Селектор РКП
Будова РКП
Однодискова РКП є механічною коробкою передач зі зчепленням, на якій встановлені два приводи (актуатори): один відповідає за вижим зчеплення, другий за вибір і перемикання передач. Приводи можуть бути як електричними (керуються електродвигунами), так і гідравлічними (керуються соленоїдами).
Якщо приводи гідравлічні, коробка передач також має насос, що підтримує тиск у гідросистемі, та гідроблок. Застосовується також електрогідравлічний привід з малопотужним електричним насосом, не здатним підтримувати тиск, якщо почнеться витрата рідини. Гідравлічний насос працює за принципом шестеренного насоса. Тиск підтримує гідроакумулятор (ресивер).
Якщо в АКП селектор – кілька клапанів на загальному штоку, то селектор РКП – суто електричний вимикач, а обробкою режимів займається блок керування.
Важливе ноу-хау автовиробників - алгоритми перемикання: робот повинен пристосовуватися до природного зносу диска зчеплення, не заважати водієві невдалими перемиканнями, дозволяти виконувати різні прийоми їзди на автомобілі.
Майже всі автомобілі з роботами забезпечуються автоматичними противідкатними системами (hill assist). Неспрацьовування цієї функції може викликати незручність, або навіть аварію.
Для перемикання РКП бере інформацію з різних систем автомобіля, і при відмові цих датчиків можливі помилки.
Однодискова РКП
1 - зчеплення; 2 - електропривід перемикання передач; 3 - електрогідравлічний привід зчеплення
Дводискова (преселективна) РКП зі здвоєним зчепленням складається з двох незалежних ділильних механізмів. Кожен механізм функціонує як окрема механічна КП, кожному механізму відповідає одне зчеплення. Іншими словами, DCT являє собою дві паралельні коробки передач в одній, кожна з яких має власне зчеплення. На першій розташовуються непарні передачі (1, 3, 5, 7), на другій - парні (2, 4, 6, R). Припустимо, автомобіль їде на першій передачі – на непарній напівкоробці включені 1-а передача та зчеплення, на парній – лише 2-а передача. При перемиканні на 2-у передачу одне зчеплення вимикається, друге вмикається. Якщо блок керування фіксує продовження розгону, на непарній напівкоробці вмикається третя передача. Коли настане час переключитися, знову потрібно вимкнути одне зчеплення та включити інше.
Схема будови дводискової РКП
Схема роботи дводискової РКП на непарній передачі
Схема роботи дводискової РКП на парній передачі
В якості зчеплення можуть застосовуватися сухі однодискові зчеплення і мокрі багатодискові. Сухі однодискові зчеплення можуть бути як нормально замкнуті, так і нормально розімкнені. Мокрі багатодискові завжди нормально розімкнені. Торкання з місця може здійснюватися з будь-якого зчеплення. У русі зчеплення працюють за взаємовиключним принципом — коли одне включено (замкнуто), інше вимкнено (розімкнуто). У випадку сухих однодискових зчеплень обидва зчеплення зазвичай зібрані у вигляді єдиного вузла із загальним диском. У випадку мокрих багатодискових зчеплень обидва зчеплення також зазвичай зібрані у вигляді єдиного вузла, але ведучі диски у кожного зчеплення свої.
Сухе однодискове подвійне зчеплення
Мокре багатодискове подвійне зчеплення
Коробка передач можлива лише так званого вального типу – на валах і шестернях постійного зачеплення із включенням передач муфтами із синхронізаторами. Обов'язковою особливість коробки тут завжди буде наявність двох первинних валів, кожен з яких пов'язаний зі своїм зчепленням, і на кожному з яких розташовані ведучі шестерні тільки парних або непарних щаблів. Вторинний вал з розташованими на ньому веденими шестернями може бути один, а може бути кілька (два чи три), але для принципової роботи це значення не має. Наявність синхронізаторів всіх передач переднього ходу є обов'язковою, оскільки без них така трансмісія не зможе працювати. У переважній більшості випадків робочих/серійних зразків трансмісія має власну гідросистему, що відповідає за роботу зчеплень та переміщення виделок включення передач, а також має програмований логічний контролер управління процесами.
Такі коробки передач перемикаються за 0,2 с і менше, але тільки на передачу, яка підготовлена заздалегідь. Помилки у передбаченні (наприклад, різке прискорення з економічного режиму, отже, терміновий спуск на дві-три передачі) призводять до затримки в розгоні. Розриву тяги при цьому не буде, коробка просто стоятиме на старій передачі, поки інша напівкоробка включає потрібну передачу. Звідси назва – преселективна коробка передач (з попереднім вибором). Незважаючи на назву, вона не має нічого спільного з преселективними механічними коробками (водій вказує чергову передачу до натискання зчеплення, при цьому зводяться пружини або перемикаються пневмоклапани, при натисканні зчеплення вони спрацьовують).
Головні переваги дводискових роботів — плавне перемикання та економія палива. Недоліки — та сама затримка при розгоні, ціна на рівні автомата та не найкраща поведінка на низьких швидкостях.
Застосування РКП
Дводискова РКП застосовується в різних класах автомобілів. На автомобілях недорогого та середнього класу вона хвалиться порівнянною з «автоматом» ціною та витратою як на МКПП.
На спортивних автомобілях дводискові роботи люблять за швидке перемикання, а значить, динамічний розгін.
Вантажівки з дводисковими РКП залишаються екзотикою: складні конструкції не додають вантажівці рентабельності.
Роботизована коробка передач не застосовується у позашляховиках, будівельній техніці: на мінімальній швидкості з великою тягою гідротрансформатор працює краще.
Однодискова РКПП у легкових автомобілях через дешевизну та принципові недоліки (вимагає часу на перемикання, і ці перемикання відбуваються в неконтрольовані моменти) застосовується лише у недорогих автомобілях.
У вантажному транспорті однодискові РКП продовжують застосовуватися. У вантажівки буває більше десятка передач зі складними схемами перемикання (один важіль вибирає ряд передач, другий — власне передачу, найчастіше один із важелів є преселектором — переводить передачу, коли водій вичавить зчеплення), і навіть напівавтоматичне перемикання зручніше, ніж ручне. До того ж багато таких роботів частково уніфіковано з ручними коробками передач. Відомий недолік РКПП, успадкований від ручних коробок — на мінімальних швидкостях доводиться їздити з прослизанням зчеплення — вирішується введенням знижувальних передач, що дозволяють стійкий рух на швидкостях менше 1 км/ч.
Однодискові напівавтомати часто застосовуються в автоперегонах. Іноді напрацювання гоночних інженерів проникають у спорткари, перетворюючись на повноцінні роботи.