Автоматическое сцепление для автомобиля с механической трансмиссией
Электронное сцепление: как педаль сцепления дает команду?
Рад видеть вас на страницах моего блога! Ну раз уж зашли, то проведем время с пользой дела и узнаем что такое электронное сцепление.
Если точнее сказать — электронное управление включением и выключением сцепления. Мы с вами знаем два вида такого управления, тросовое и гидравлическое. И как видим изобретатели пошли дальше, придумали электронное.
Технические решения
Механическая коробка самый распространенный вид трансмиссии на легковых автомобилях в Европе. Именно поэтому производители постоянно ее совершенствуют и модернизируют. механикаОдна из таких прогрессивных разработок – электронное сцепление, которое вытеснило трос, гидравлику и вообще убрало механическую связь между приводом и педалью сцепления, заменив их электроникой. О нем сегодня и поговорим, в частности о принципе работы и очень полезных дополнительных функциях.
Electronic Clutch System или сокращенно eCS – перспективная разработка корпорации Bosch. По мнению производителя? eCS вплотную приблизило механическую КПП к коробке-автомату. Правда, в отличие от роботизированной КПП, в системе eClutch в автоматическом режиме работает лишь привод сцепления. Но и это нововведение существенно упростило управление МКПП, и дало возможность экономить топливо. Также такое сцепление дает возможность ставить механическую КП на гибридные машины.
С некоторым сожалением нужно отметить, что информации о eClutch не так уж и много. Коммерческая тайна, однако. Но как у всякой электронной системы там присутствуют: входные устройства, блок управления, исполнительный механизм. К первым можно отнести педаль сцепления и входные датчики. На данный момент известно лишь о двух из них, это: датчик положения педали газа и датчик положения рычага КПП. Понятно, что в натуре этих элементов больше.
Что касается блока управления, то его задача принимать и обрабатывать сигналы, поступающие со входных устройств, и управлять исполнительным механизмом и при этом взаимодействовать с системой управления двигателем. Исполнительный механизм представляет собой электрогидравлический актуатор (привод), который по команде блока управления перемещает вилку сцепления.
Полезные функции
Создание Electronic Clutch System помогло реализовать сразу несколько функций:
Оптимизация троганий и остановок
Наверняка самая важная составляющая – комфортное движение при частых троганиях и остановках. Такой режим встречается в городских «пробках», очередях на пропускных пунктах. Он дает возможность ехать на первой передаче, не используя педаль сцепления – если снять ногу с педали газа, система сама выключит сцепление. А если потом еще и притормозить, то двигатель не заглохнет, потому что уже не будет соединен с трансмиссией. Троганье же произойдет если отпустить педаль тормоза. Все точь-в-точь как в АКПП, но лишь на первой передаче.
Плавность наше все
Также обеспечивается плавное переключение (синхронизация) всех передач. Датчик засекает момент смены передачи и подает сигнал не только на eCS, но и в систему управления двигателем, которая повышает или понижает обороты, для достижения плавного переключения.
Управляемый накат
Две последних функции помогают экономить топливо. По оценкам разработчиков можно снизить его расход на 10 процентов. Управление движением накатом исключает торможение двигателем и помогает в полной мере использовать инерцию транспортного средства. Это особенно актуально во время движения под уклон. В натуре все происходит просто – во время снятия ноги с педали акселератора система eClutch отключает сцепление и машина продолжает двигаться накатом.
Улучшенный «Стоп-старт»
На авто, оснащенных опцией Стоп-старт, eClutch дает дополнительную экономию топлива. Так как убрав ногу с педали акселератора на первой передаче, вы не только отсоедините двигатель от трансмиссии, но и выключите его. То есть полная остановка автомобиля приходит с уже выключенным мотором. В итоге уменьшается время работы двигателя, и соответственно экономится горючее.
В реальной жизни
Вот такое очень современное и своевременно разработанное устройство. Так и хочется установить его на свой старенький автомобиль. Что, кстати, не утопия.
Например, система ЕКМ, которую производит фирма LuK может быть интегрирована в автомобиль, правда в заводских условиях. Еще более интересная разработка чешской фирмы «HURT», которая устанавливает электронный адаптер сцепления всем желающим. Кстати, не только в Чешской республике, но и в России и Украине, где имеет свои представительства.
Так что спешите поделится этой новостью с друзьями в соцсетях, и до следующей встречи на страницах нашего блога.
Сделано в Тольятти. Полуавтоматическая трансмиссия для Lada
Удивительные вещи творятся в нашем городе. Около полугода я впервые прокатился на автомобиле LADA с системой автоматического управления сцеплением. В этой машине был традиционный рычаг переключения передач, но орудовать им можно было, не выжимая сцепления. Я сел за руль, поездил немного по дворам и понял, что это нечто большее, чем кустарщина и кружок «очумелые ручки». Это, как минимум, прикольно.
Система работает чётко и без проблем. Можно тронуться интенсивно, с лёгкой пробуксовкой, можно плавно, не торопясь — смотря как нажмёшь на газ. Чтобы переключиться, достаточно сбросить газ и включить рычагом следующую передачу. Педаль сцепления в этом полуавтоматическом режиме откидывается наверх — чтобы не мешала. Но простым нажатием кнопки на передней панели можно вернуться к привычной схеме с выжимом сцепления ногой.
На ВАЗе идея воплощения не нашла, да и не могла найти, хотя для этого делалось всё возможное. Тем не менее, она была реализована в нескольких ходовых образцах. Над системой работали около восьми месяцев, перепробовали различные варианты (от гидравлики до электроники), но в итоге решение оказалось довольно простым. В этой конструкции полуавтоматической трансмиссии нет никаких электронных компонентов, только механика, что и делает её такой доступной. По словам разработчиков, московские фирмы выпускают электронные системы, дающие сходные потребительские свойства, но они стоят в разы дороже — и это только сам продукт, без доставки и установки.
Один из ходовых образцов находится в интенсивной эксплуатации уже около года и работает без нареканий и поломок. Установка её не требует вмешательства в конструкцию автомобиля, все его узлы и механизмы остаются серийными. Из оригинальных составляющих — только три кронштейна и один клапан. Система применима ко всем переднеприводным автомобилям ВАЗ — с карбюраторными и инжекторными моторами, а также с электронной педалью газа.
Основной рабочий элемент системы — это самый обычный вакуумный усилитель из тормозной системы, работающий от разряжения во впускном коллекторе двигателя — теперь в вашем автомобиле будет таких два. Дополнительный вакуумник закреплён на корпусе КПП на дополнительном кронштейне. Включение-выключение происходит с помощью электромагнитного клапана от автомобильного газового оборудования. А управление — посредством механического клапана, связанного через дополнительный тросик с дроссельной заслонкой. Этот клапан отвечает за правильность работы всей системы и содержит авторское know-how. В салоне автомобиля устанавливаются два микровключателя — один отвечает за контроль положения педали газа, а второй отслеживает включение передачи.
Важный момент для неопытного водителя — исключена вероятность ошибки при трогании, т.к. «автомат» не даст двигателю заглохнуть, причем при любых условиях нагружения: скажем, при старте в горку включение сцепления происходит при повышенных оборотах. При переключенях со второй на третью и далее сцепление включается быстро для исключения пробуксовки и износа. Можно тормозить двигателем — для этого нужно просто нажать кнопку на рычаге переключения.
Установка выполняется одним человеком занимает три часа времени и проходит без подъёмника — все работы ведутся под капотом и в салоне. Не требуется никаких дополнительных сверлений и подгонок, все элементы крепятся с использованием штатных отверстий. Уже установленная система имеет две регулировки: на тяге вакуумника для обеспечения полного выжима (устанавливается один раз) и на кронштейне троса на дросселе, задаёт момент включения сцепления (регулируется по мере износа диска сцепления, находится в легкодоступном месте). Регулировка педали сцепления остаётся стандартной. Механизм, специально спроектированный под вазовские переднеприводники, максимально унифицирован под все модели.
Итак, у системы целый ряд преимуществ, как перед традиционной «механикой», так и перед подобными полуавтоматическими системами (про разницу в ценах мы уже сказали):
Сейчас систему автоматического управления сцеплением уже можно приобрести. Розничная цена изделия находится на очень демократичной отметке — около 7000 рублей (без установки). Система выпускается тольяттинским предприятием ООО «Капитал +», ул Коммунальная, 33. По вопросам приобретения и установки звонить по телефонам: (8482) 999-221, 999-226, 999-221.
Находим смысл в электронном сцеплении KIA
Обновившийся весной хэтчбек Kia Rio одним из первых среди машин марки получил любопытную систему intelligent Manual Transmission (iMT) — шестиступенчатую «механику», совмещённую со сцеплением, управляемым полностью по проводам. Это ещё один шаг к цифровизации приводов различных механизмов после уже банальной электронной педали акселератора, «торможения по проводам», или пока ещё экзотического рулевого управления без механической связи руля и управляемых колёс.
Итак, водитель переключает передачи в «механике» iMT самым обычным образом, вручную. Но педаль сцепления здесь не воздействует на него через механическую связь или классический гидравлический привод. Вместо этого она просто посылает сигнал в блок управления трансмиссией. Он уже запускает в дело актуатор, создающий давление гидравлической жидкости в контуре сцепления. Дальше срабатывает рабочий цилиндр, размыкающий сцепление. Зачем нужно было так усложнять эту цепочку? Дело в том, что трансмиссия iMT применяется в модификациях EcoDynamics+ с 48-вольтовой умеренной гибридной системой (MHEV). Благодаря электронному сцеплению система MHEV способна сама выключать его в определённых ситуациях, без команды со стороны водителя.
Умеренный гибрид KIA с «механикой» iMT обладает интегрированным стартером-генератором Mild-Hybrid Starter-Generator (MHSG) с ременным приводом. Он умеет добавлять своё усилие к усилиям ДВС при разгоне, а на замедлении работает как генератор, обеспечивая рекуперацию энергии. И тот же MHSG заменяет простую систему start/stop. Тут и скрыта основная польза от электронного сцепления. Если бы оно было обычным, то система start/stop не могла бы остановить мотор, пока водитель не выключил передачу, то есть ждала бы полной остановки машины. С электронным сцеплением становится возможна полная остановка ДВС во время свободного выбега на скорости, как это умеют делать некоторые современные системы с автоматическими трансмиссиями или «роботами». Но тут у нас «механика».
При повторном запуске мотора передача остаётся включённой той же, что и была. Стартер-генератор MHSG заранее поднимает обороты мотора таким образом, чтобы при замыкании дисков сцепления не было клевка. Но если автоматика решит, что скорость машины слишком низка для данной передачи, сцепление останется разомкнутым и электроника будет ждать, пока водитель не включит правильную передачу. Автоматика повторно запустит ДВС во время свободного выбега при нажатии на педаль акселератора, тормоза или сцепления. А поскольку с таким сцеплением система start/stop может останавливать мотор раньше и запускать позже, достигается дополнительная экономия топлива и снижение выбросов углекислого газа в сравнении с обычным сцеплением. По уверению KIA, экономия составляет три процента «в реальных условиях движения». Это только эффект от трансмиссии iMT, тогда как MHEV в целом сберегает до 10,7% топлива в цикле NEDC.
Трансмиссия iMT расширила возможности умеренной гибридной системы при сочетании её с классической «механикой», тогда как версии машин KIA типа MHEV с «роботами» с двумя сцеплениями никуда не делись. Но в компании считают, что немало людей ещё хотят переключать передачи сами, особенно в Европе. Тут надо вспомнить, что идея автоматизированного сцепления не нова, только использовалась иначе и в составе других типов трансмиссий.
Например, в Ситроене DS 1955 года был четырёхступенчатый полуавтомат, в котором передачи переключались вручную рычагом на рулевой колонке, но выжимать сцепление не надо было. Это делал гидравлический привод с контроллером, учитывающим обороты мотора и положение педалей газа и тормоза. Так что водитель просто включал нужную передачу, отпускал газ и снова нажимал газ. Остальное делала автоматика. Сцепление размыкалось и при остановке на светофоре. Водитель удерживал машину тормозом, а при отпускании его педали обороты мотора немного росли, и сцепление включалось само. Машина начинала движение как при «автомате».
Леонид Попов, 29 июня 2020 в 12:06. Фото: KIA, Toyota
Механическая коробка передач с автоматическим сцеплением
Промежуточное звено между АКПП и МКПП — «роботизированная» МКПП.
В простейшем случае, роботизированная коробка представляет собой обыкновенную МКПП, управляемую электронным блоком управления при помощи сервоприводов вместо традиционной ручки. Сцепление управляется той же автоматикой. Это придает МКПП свойства АКПП, однако переключения передач, как и в обычной МКПП, занимает некоторое время. Это приводит к замедлению разгона и создаёт характерные для МКПП «рывки» при переключении передач.
Факторинг – это новинка в сфере автокредитования, а именно – кредит на авто с нулевой процентной ставкой.
Автокредит без первого взноса
Какие плюсы и минусы покупки автомобиля в кредит без первого взноса?
Как сэкономить на ОСАГО?
Как сэкономить на ОСАГО? Вы скажете это нереально, т.к. тарифы и коэффициенты по ОСАГО утверждены государством.
Что такое диффузор
Диффузор – элемент аэродинамического обвеса автомобиля, обеспечивающий тем самым большую прижимную силу задним колесам.
Обклейка автомобиля винилом своими руками
Вы наверняка часто замечали в потоке машин яркие автомобили, на кузов которых наклеина виниловая пленка. Мы расскажем как можно самостоятельно.
Химчистка салона автомобиля своими руками
Химчистка салона автомобиля – довольно трудоемкое предприятие, и многие автовладельцы предпочитают не производить эту работу самостоятельно, доверяя ее специалистам, а.
Плюсы и минусы переднего и заднего привода
Как отполировать царапину на стекле?
В процессе использования стекла авто способны покрываться микроскопическими сколами и царапинами, вследствие чего утрачивается их прозрачность, и управление машиной превращается.
Механическая коробка передач с автоматическим сцеплением
Промежуточное звено между АКПП и МКПП — «роботизированная» МКПП.
«Десятка» с автоматическим сцеплением
Но прежде, чем рассказывать об установке системы на ВАЗ- 2110, вспомним один из наших тестов двухлетней давности. Это был Saab 900 SE с трансмиссией Sensonic (см. АР № 24, 1995). В автомобиле лишь две педали: тормоз и газ. Но между тем на своем обычном месте возвышается рычаг переключения передач. Все происходит так же, как и с обычной механической трансмиссией, только без участия левой ноги. Сцеплением управляет электромагнитный привод. А команды ему подает электронный блок управления, анализирующий множество факторов: положение педалей газа и тормоза, скорость автомобиля, интенсивность разгона, скорость перемещения рычага КПП и т. д. Система работала настолько четко, что придраться было не к чему. Можно ехать «плавно педалируя», а можно и пришпорить Saab так, что мало не покажется. И всегда система Sensonic оказывалась на высоте.
А упомянули мы этот Saab потому, что устройство Twin clutch производства корейской фирмы Ryung Woo Co., Ltd. призвано делать ту же работу, что и Sensonic. Но, как мы и предполагали, до саабовской системы корейской вещичке еще ой как далеко…
ПЕРЕДЕЛАЕМ «ДЕСЯТКУ» В SAAB?
| Вскрываем упаковку и изучаем содержимое. Вот специальная рукоятка на рычаг переключения передач с двумя кнопками, вот пластмассовая коробка блока управления, вот два концевых выключателя, датчик скорости, крепеж, какая-то арматура. А самый внушительный узел — это привод педали сцепления. Он состоит из электродвигателя, червячного редуктора и троса в гибкой оболочке. |  Комплект Twin clutch может быть установлен на любой автомобиль с механической КПП |
Нам пообещали, что устройство начнет исправно работать уже через час. Не тут-то было.
Занимающийся установкой подобных систем механик с «десяткой» имел дело в первый раз. Может быть, еще и поэтому он провозился с машиной около четырех часов.
Что он делал? Во-первых, установил электрические выключатели, контролирующие положение педалей газа и тормоза. Во-вторых, «пристегнул» к педали сцепления цепь привода, пропустив ее через направляющий ролик. В-третьих, заменил штатную рукоятку рычага переключения передач на кожаную с кнопками управления. Для установки датчика скорости пришлось изготовить проставку — ведь ВАЗ-2110 имеет электронный привод спидометра.
Соединив все провода в единую сеть, механик приступил к финальной операции — настройке регулировок электропривода. Их три. Одна отвечает за полный ход педали сцепления, вторая — за свободный ход, а третья задает интенсивность включения сцепления.
Итак, все готово. Оказавшись в салоне, ищем признаки присутствия Twin clutch. Сразу бросается в глаза массивная рукоятка рычага с двумя кнопками в торце. Педаль сцепления теперь «привязана» цепью. А сам привод и блок управления разместились под водительским сиденьем. Здесь их можно даже не крепить, все равно никуда не денутся. Электрические провода и трос привода аккуратно упрятаны под обивку салона.
БЕЗ ЛЕВОЙ НОГИ
Пробовать автоматическое сцепление в тесном боксе, заставленном иномарками, я не рискнул. Левая нога привычно выжимает сцепление (желтая клавиша на рукоятке рычага КПП сейчас установлена в положение off — то есть Twin clutch бездействует), и я обычным способом выбираюсь на оперативный простор. Теперь перещелкиваю клавишу в положение on, предварительно включив нейтралку. В ту же секунду под сиденьем что-то клацнуло, и педаль сцепления оказалась наполовину утопленной. Нажимаю на тормоз и включаю первую передачу. Левая нога бездействует. Осторожно отпускаю тормоз. Еле заметный толчок — и «десятка» плавно покатилась вперед. Совсем как с коробкой-«автоматом». Но нажав на газ, ожидаемого ускорения я не почувствовал. Двигатель взревел, стрелка тахометра прыгнула до отметки 4000 об/мин, а автоматика все не спешила включать сцепление.
Вторая попытка. Включаю передачу, отпускаю тормоз и ме-е-е-дленно нажимаю на газ. Поехали! Получается, что старт «десятки» с автоматическим сцеплением занимает секунды три… Столько же уходит на каждую последующую смену передач. Для их включения необходимо перевести рычаг в нужное положение, одновременно нажав красную кнопку на рукоятке.
 Присутствие Twin clutch на автомобиле выдает рукоятка с цветными кнопочками | Через двадцать минут езды я, похоже, вполне адаптировался к новому способу управления «десяткой». Правда, манеру езды пришлось изменить: никаких резких стартов и активных перестроений — только плавное движение. Со светофора уезжаю во «втором эшелоне», при въезде на главную дорогу услужливо пропускаю все автомобили, для которых мой вялый старт может стать помехой. Словно крылья подрезали… И тут вспоминаю про регулировки. А что, если, подкрутив вот эту ручку, ускорить процесс включения сцепления? Помогло! Теперь автомобиль буквально срывается с места. Вот только активно стартовать теперь приходится всегда. А если, трогаясь, плавно нажимаешь на газ, то автомобиль дергается, и двигатель глохнет. Пришлось идти на попятную, слегка ослабив регулировку. Похоже, золотая середина найдена. Привод полностью выжимает педаль в двух случаях: когда водитель нажимает на педаль тормоза или на красную кнопку на рукоятке КПП. Если этого не делать, то педаль сцепления находится в промежуточном положении — и слегка пробуксовывающий ведомый диск передает минимум крутящего момента от двигателя. А полностью включить сцепление, то есть отпустить педаль, можно лишь нажав на газ. Из-за этого возникает ряд проблем. Во-первых, полностью исключается торможение двигателем. А на скользкой дороге это может быть опасно. Во-вторых, число циклов включения/выключения сцепления возрастает по меньшей мере в два раза: полностью отпущена педаль акселератора — и сцепление буксует, малейшее прикосновение к педали тормоза — и сцепление вовсе выключается. Так что срок жизни ведомого диска наверняка уменьшится. |
 Педаль сцепления теперь имеет цепной привод | |
 Блок управления, а с ним и электропривод спрятаны под водительским сиденьем |
Поездив еще пару дней с системой Twin clutch, я твердо решил, что мне такой помощник ни к чему. Появляется дополнительное звено в цепочке «водитель —автомобиль—дорога» и вносит элемент неоднозначности в процесс управления. Но это точка зрения достаточно опытного водителя. Может быть, у новичка будет другое мнение? И я пригласил за руль обладателя новеньких прав. Его водительский стаж — двадцать часов учебной езды. Он прокатился на ВАЗ-2110 в «натуральном» виде и с участием Twin clutch. И вот его мнение: «С автоматическим сцеплением сложнее разгоняться — трудно учитывать запаздывания, с которыми работает Twin clutch. Но зато проще тормозить: нажал на тормоз — и все, про педаль сцепления можно и не вспоминать. И все же я отдал бы предпочтение традиционному способу управления сцеплением. Так понятней. А с этой автоматикой поди разберись — то ли колеса буксуют, то ли сцепление не включилось…»
КРУГ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ СУЖАЕТСЯ
О. РАСТЕГАЕВ
Фото автора