Актуатор сцепления, что это такое

Актуатор робота на Тойоте Короле: описание, особенности и проблемы

Сегодня многие автомобильные производители по всему миру выпускают свои автомобили в комплектации с роботизированной коробкой переключения передач. Данный вид коробок славится своей надежностью и удобностью для водителя авто. В данной статье мы поговорим об одном узле, без которого работа робота практически невозможна – это сервопривод или как его еще называют актуатор. Ниже будет рассмотрено описание особенности и проблемы работы актуатора робота на Тойоте Королле. Итак, давайте начнем.

Общие сведения об актуаторе роботизированной коробки

Как мы знаем, данная деталь служит всего одной цели – выбирать необходимую передачу для более эффективного использования оборотов двигателя и обеспечения комфорта для водителя. Данный механизм состоит из:

• Электромотора – приводит в действие все внутренние шестеренки;
• Датчика хода механизма переключения и выбора передачи – данный датчик определяет то, когда и на какую скорость необходимо переключиться, делается это в зависимости от количества оборотов и нагрузки на двигатель и коробку;
• Непосредственно самого механизма переключения передач, который в свою очередь состоит из: внутреннего рычага, вала рычага выбора, вала идущего от электромотора и коронной шестеренки.

Структура не очень сложная. Для большего понимания стоит описать подробно процесс его работы. Начнем с основного. Вращение вала электромотора передается на специальный редуктор, который состоит из коронной шестеренки рычага вращения вала, рычага выбора и переключения передач, а также вращение вала электромотора передается на вал рычага выбора и переключения передач, который в свою очередь вращает внутренний рычаг выбора и переключения передач.

Вращающийся вал электромотора передает вращательную энергию на реечную передачу, а также на вал рычага выбора и переключения, тем самым смещая внутренний рычаг выбора и переключения передач.

Далее движение внутреннего рычага передается на специальный стержень вилки переключения, через рычаг стержня – в результате чего осуществляется переключение передачи посредством актуатора робота на Тойоте Королле.

Ниже представлено схематическое изображение с описанием для более корректного понимания процесса переключения передач.

Особенности по обслуживанию актуатора

Если у нас появилась необходимость в снятии актуатора робота, в первую очередь нам необходимо выставить рычаг переключения робота в нейтральное положение, после чего необходимо снять клемму с аккумулятора, а только после совершения этих двух действий снимать сервопривод. Если же сделать это невозможно – в связи с неисправностью механизма, нам необходимо выставить необходимое положение вручную. Для этого нам необходимо снять заглушку с картера трансмиссии и вручную выставить положение по прорези. Если прорезь находится не в нейтральном положении – это необходимо обязательно исправить. Сделать это очень просто – вставляем плоскую отвертку в прорезь и проворачиваем ее. На схематической картинке показаны положения – ими следует руководствоваться.

Исправление ошибок

Неправильный демонтаж устройства может привести к появлению некоторых проблем. Одна из самых распространенных проблем – это взаимное рассогласование установочных мест шестеренок актуатора. Как правило, информации по устранению проблемы, в технической документации не описано. Поэтому сейчас давайте подробно разберемся в данной проблеме сами. Нечего сложного здесь нет, необходимы лишь умелые руки и некоторый уровень смекалки.

Итак, начнем. Перед началом сборки актуатора необходимо демонтировать оба датчика выбора и включения передач. После их снятия необходимо проверить состояние крепления приводов датчиков к валам зубчатых секторов. Следует убедиться в следующем:

• Проверяем, не откручены ли роторы приводов – если такая проблема есть, то закручиваем их;
• Проверяем роторы на люфт – если таковой имеется, то его также необходимо устранить.

Роторы следует надежно фиксировать. Как правило, для этого используется специальный резьбовой герметик, который надежно зафиксирует оси на своих местах. На фотографии расположенной ниже видно место расположения каждой из них.

Основной причиной невозможности выполнить синхронизацию коробки на автомобиле, а также причиной возникновения ошибки актуатора – в бортовом компьютере может служить ротор привода, который не имеет должного крепления к валу зубчатого сектора.

Если все в порядке, то переходим к рассмотрению следующего шага. Открываем доступ к зубчатому сектору и устанавливаем их четко по меткам имеющихся на шестернях. На фотографии данные метки обведены и указаны стрелочками.

После установки меток следует прокрутить зубчатые сектора в положения зацепления средних частей секторов, когда данная точка будет достигнута ее необходимо обозначить маркером.

Далее следует прокрутить зубчатый сектор вала против часовой стрелки со стороны ротора, в положение – зубья вверх перед установкой вала выбора, а также переключения передач.

После совершения данных действий, устанавливаем вал выбора передач в сам актуатор вплоть до захода шлицов внутрь промежуточного шестереночного сектора, примерно на 5 миллиметров. Прокручиваем егоза ротор привода датчика выбора передач против часовой стрелки до самого упора пластиковой шестеренки и наконец, вдвигаем вал в актуатор. Здесь ротор привода датчика, должен одновременно с перемещением вала провернуться на угол ровно в 90 градусов против часовой стрелки. Смотрим фото.

После совершения всех этих действий проверяем правильность установки вала выбора и переключения передач, а также проверяем положение зубчатого сектора. Последний должен быть совмещен с выступом корпуса вала. На фотографии все очень хорошо видно.

Убеждаемся в том, что отсутствует взаимное смещение меток нанесенных ранее. Сделать это очень просто на фотографии расположенной ниже отмечены места, которые следует проверить.

Далее необходимо установить датчик выбора передач. Для правильной установки следует выдвинуть вал выбора передач на 15 миллиметров из актуатора, после чего только установить датчик и вставить вал до упора. Прокручиваем датчик вправо до самого упора – крутить следует по часовой стрелке, вплоть до совпадения крепежных отверстий. Закрепляем датчик.

Проверяем положение метки нейтральной передачи и устанавливаем актуатор обратно на свое место. После правильной его установки, прикрепляем клемма аккумулятора и проводим пробный заезд. Если есть какая-то неисправность в переключении передач, а также в их выборе – проверяем все еще раз.

Электронное сцепление – принцип работы и устройство

Механическое или электронное сцепление, это уже выбор покупателя. У каждого из вариантов есть плюсы и минусы. Рассмотрим принцип работы и как устроено электронное сцепление, а так же где используется.

Содержание статьи:

• Предназначение механизма
• Составные части
• Принцип работы
• Видео

Водителей можно разделить на два основные типа, те кто любят ездить когда в автомобиле установлена автоматическая коробка передач, и те кто предпочитает механическую кпп. Но в механике как помним, нужно выжимать каждый раз сцепление включая или выключая передачу, а это не каждому нравится. Иногда педаль сцепления выжимается настолько туго, что попросту устаешь. Для облегчения усилия инженеры придумали электронное сцепление взамен механическому варианту.

Что такое электронное сцепление

Электронное сцепление или так же известное как eCS – Electronic Clutch System считается перспективной разработкой компании Bosch. Как заявляет производитель, такое электронное сцепление вплотную приближает механическую коробку передач к автоматической кпп. В отличии от автоматической кпп, при использовании системы eClutch в автоматическом режиме работает только сцепление.

Благодаря устройству и принципу работы электронного сцепления, его можно использовать не только на обычных автомобилях, но и на механической коробке гибридных автомобилей. К сожалению, многие нюансы работы электронного сцепления компания Bosch пока держит в секрете.

Из самого названия можно сделать вывод, что механизм легок в использовании, не требует больших усилий для переключения передач и максимально сглаживаем момент включения передачи. Таким образом, убираются рывки между передачами.

С чего состоит электронное сцепление

Как и любая электронная система, электронное сцепление имеет собственный блок управления, который обрабатывает полученные сигналы и передает указания для выполнения механических действий. Кроме этого такой вид сцепления объединяет различные входные и исполнительные устройства.

До входных устройств можно отнести блок педали сцепления и входные датчики. Последние это датчик расположения педали газа (акселератора) и датчик расположения рычага коробки передач. Хотя как утверждают автолюбители их намного больше, так как автомобиль двигается без рывков, а бортовой компьютер подсказывает какую передачу лучше включить.

Что касается системы электронного сцепления (не часть где педаль), то у нее есть свой собственный блок управления. Он принимает, обрабатывает сигналы от входных устройств и передает управление на исполнение механической частью. Взаимодействует блок с системой управления двигателем. Это говорит о том, что в автомобиле будет бесключевой доступ или подобная технология.

Исполнительная часть механизмов представлена электрогидравлическим приводом (актуатором), он останавливает по сигналу блока управления перемещение вилки сцепления.

Как работает электронное сцепление

По описанию выше становится понятно, что электронное сцепление собой представляет не простую систему, и благодаря ему реализовано несколько функций для упрощения вождения автомобиля:

• езда при частых остановках и стартах;
• мягкое переключение передач;
• управляемое движение накатом;
• больше возможностей для системы Start/Stop двигателя.

Первая в списке и достаточно важная функция это движение при частых стартах и остановках. Чаще всего такое встречается в городских пробках, позволяет автомобилю передвижение на первой передаче без использования педали сцепления. Если же вы сняли ногу с педали акселератора, то система автоматически отключает сцепление. Если же вы дальше продолжаете притормаживать, то двигатель не заглохнет, так как уже будет отсоединен от трансмиссии.

Как уже говорили выше, вторым преимуществом электронного сцепления является плавное переключение передач. Специальный датчик высчитывает и определяет момент переключения передачи. На основе сигнала от этого датчика электронное сцепление с помощью системы управления двигателем уменьшает или увеличивает обороты агрегата. Благодаря такой работе и достигается плавное переключение передач.

Две последние функции, наведенные в списке выше, направлены на экономию топлива. Как заявляют производители экономия топлива достигает 10%. При движении накатом система автоматически отключает торможение двигателем. Тогда же автомобиль использует в полной мере движение по инерции. Другими словами если вы едите по склону, то система отключит трансмиссию автоматически и даст автомобилю ехать по инерции.

С технической стороны, данная функция реализована очень просто. Когда водитель снимает ногу с педали газа, система eClutch выключает сцепление и автомобиль движется по инерции.

Последняя функция это Start/Stop. Автомобили оборудованы этой функцией и электронным сцеплением позволят добавить еще экономии по топливу. При езде на первой передаче в пробках или при небольших склонах тратится больше топлива. В данном случае если при езде на первой передаче водитель убирает ногу с педали газа, система не только отсоединяет агрегат от трансмиссии, но и выключает сам двигатель. К полной остановке автомобиль придет с уже выключенным двигателем. Таким образом, увеличивается период не работы двигателя благодаря системе электронного сцепления. Как результат увеличивается и экономия топлива.

Видео принципа работы электронного сцепления:

Замена и ремонт актуатора сцепления АМТ на LADA

Главная отличительная особенность автоматизированной трансмиссии (АМТ или «робот») от механической – электроактуаторы производства ZF, которые меняют передачи по команде электронных «мозгов». Производитель утверждает, что блок актуаторов – необслуживаемый и ремонту не подлежит, но народные умельцы нашли способ, как его отремонтировать своими руками.

Если гарантия на автомобиль уже закончилась, то самостоятельная замена актуатора механизма выключения сцепления обойдется в десятки тысяч рублей (артикулы: 21820160901200 и 21820170501200). В попытке сэкономить можно попробовать его отремонтировать.

Замена актуатора сцепления АМТ

Как снять актуатор:

1. Отключить минусовую клемму аккумулятора.
2. Снят воздушный фильтр двигателя.
3. Вывернуть винт крепления жгута проводов.
4. Вывернуть три винта крепления блока актуаторов АМТ.

Осталось отсоединить разъем (отжать фиксаторы, направление указано стрелкой) и вытащить актуатор через верх.

Установить актуатор 1, рисунок 8-6, выключения сцепления на кронштейн 3 и завернуть три самонарезающих винта 2. Момент затяжки винтов 7. 12 Н.м (0,7. 1,2 кгс.м) (насадка сменная Тогх Т30, вороток, ключ моментный).

Присоединить колодку 4, рисунок 8-5, жгута проводов дополнительного к разъему 2 актуатора 1 механизма выключения сцепления и закрепить жгут на кронштейне 3 двумя скобами 6 крепления.

Установить актуатор 3, рисунок 8-4, выключения сцепления в сборе с кронштейном и жгутом проводов дополнительным на КП, установить на кронштейн актуатора кронштейн шланга отводящего и завернуть, не затягивая, два болта 2 и гайку 4 крепления (головка сменная 13, вороток).

Отрегулировать вылет штока 6, рисунок 8-7, актуатора, для чего необходимо:

• переместить актуатор 5 в направлении стрелки до касания штоком 6 вилки 7 выключения сцепления и отметить безударным способом положение кронштейна 4 относительно коробки передач.
• используя отметку дополнительно переместить актуатор в направлении стрелки на величину 6±2 мм и затянуть окончательно два болта 1 и 2 и гайку 3 крепления. Момент затяжки болтов и гайки 16. ..25 Н.м (1,6. 2,5 кгс.м) (головка сменная 13, вороток, ключ моментный, линейка или штангенциркуль).

Рисунок 8-7 – Установка актуатора механизма выключения сцепления: 1,2 — болты крепления актуатора к коробке передач; 3 – гайка крепления актуатора к коробке передач; 4 – кронштейн крепления актуатора: 5 – актуатор механизма выключения сцепления; 6 – шток актуатора; 7 – вилка выключения сцепления

Присоединить колодки жгута проводов дополнительного к разъемам актуатора переключения передач, к разъему контроллера управления и к датчику числа оборотов первичного вала.

Закрепить жгут проводов дополнительный скобами, встроенными в жгут, на шланге радиатора отводящем, на кронштейне левой опоры подвески двигателя и на корпусе вентилятора.

Также процесс снятия и установки актуатора механизма выключения сцепления описан в ТИ 3100.25100.20583 (скачать).

Разборка актуатора сцепления АМТ

Откручиваем верхнюю крышку. «Разряжаем» актуатор (поворачиваем шестерню как на видео) и снимаем крышку (без нагрузки сцепления не открывать).

Снимаем белый компенсатор (Осторожно! Пружина, очень мощная!). Упорная штанга, просто вынимается с усилием.

При сборке, аккуратно «взводим» механизм (фото 1 – разряжен, фото 2 – взведен).

Никаких регулировок актуатора сцепления после установки на автомобиль выполнять не нужно.

Ремонт актуатора сцепления АМТ

Очищаем внутреннюю поверхность растворителем. Осматриваем внутренности. В данном примере обнаружена выработка шаровых упоров и трещина на пластиковой детали актуатора. Проблема в том, что ремкомплектов нет. То есть отдельно детали актуатора сцепления АМТ не продаются. Если восстановить старые не удается, остается только смазать механизм.

В качестве смазки актуатора использовали LIQUI MOLY Thermoflex Spezialfett. Она очень похожа на ту, что была в актуаторе с завода. Более подробно про смазку актуатора читайте тут.

Выполняем обратную сборку и установку актуатора АМТ на автомобиль (см. выше).

Напомним, в случае появления других неисправностей в работе АМТ (вой, треск, машина дергается, рывки, дребезг и т.д.), определить причину можно по этой инструкции.

avtoexperts.ru

Одна из ветвей развития механических трансмиссий привела инженеров и конструкторов к созданию роботизированной коробки передач – устройства, в котором передачи переключает не человек (путем включения и выключения сцепления), а «робот» — управляемый электроникой механизм. На данный момент это одна из наиболее прогрессивных типов коробок передач, устанавливаемых на автомобили, у которой, тем не менее, есть свои плюсы и минусы.

Принцип устройства роботизированной КПП

Платформой для создания роботизированной трансмиссии послужила механическая коробка передач. Конструкторы посчитали, что нет смысла выдумывать абсолютно новый механизм, достаточно усовершенствовать уже существующий.

Как известно, принцип работы механической коробки передач заключается в передаче крутящего момента от двигателя через первичный вал на вторичный, от которого крутящий момент попадает на главную передачу, а затем – на ведущие колеса. Момент переключения передач на «механике» осуществляется при помощи механизма сцепления, которым оперирует водитель — выжимая и отпуская сцепление, он руководит переключением передач с пониженной на повышенную, либо в обратном порядке.

В механизме работы роботизированной трансмиссии этот механический момент переключения передачи инженеры решили доверить автоматике, убрав из цепи управления непосредственное участие человека. У «робота» сцеплением и переключением передач ведают специальные узлы-актуаторы, которые бывают двух типов – актуаторы сцепления и актуаторы переключения передач. Первые ответственны за размыкание/смыкание первичного вала с двигателем, вторые – за переключение передач. Актуаторы, в свою очередь, управляются электронным блоком управления, который четко рассчитывает момент, когда должен отключиться/подключиться первичный вал и когда – включиться повышенная или пониженная передача. Когда такой сигнал поступает (при этом, электронный блок управления учитывает скорость движения машины, обороты двигателя, крутящий момент и другие данные), актуатор сцепления отсоединяет первичный вал от двигателя, а актуатор включения передачи выбирает нужную ступень. Затем актуатор сцепления плавно соединяет первичный вал с двигателем и автомобиль двигается на повышенной передаче. Тот же процесс происходит и при переключении с повышенной на пониженную передачу, а также при езде задним ходом. Устанавливались такие трансмиссии на автомобили многих марок (например, Toyota, Peugeot и другие).

Как и многие механизмы, роботизированная трансмиссия была несовершенной (о ее плюсах и минусах мы поговорим позже) и именно из-за этого автомобили с «роботами» первого поколения не пользовались у покупателей успехом. Ситуация была исправлена с выходом на рынок роботизированных трансмиссий второго поколения – с двумя сцеплениями. Их еще называют преселективными коробками передач.

Первоначально такими «роботами» оснащались автомобили концерна Volkswagen (Volkswagen, Audi, Seat, Skoda), сегодня подобными трансмиссиями оборудуются машины и других марок (BMW, Ford, Fiat). В зависимости от типа сцепления такие коробки делят на КПП с сухим и мокрым сцеплением. Принцип работы такой коробки заключается в том, что четные и нечетные ступени разнесены по разным валам (первичным и вторичным), а их включением ведает отдельный блок сцепления. Механизм такой коробки заранее подготавливает к включению следующую ступень (отсюда и название «преселективная» — предваряющая выбор передачи), благодаря чему эта процедура происходит без отключения КПП от двигателя, тем самым, не прерывается крутящий момент от мотора к ведущим колесам.

Часто возникает вопрос: в чем же различия между автоматической и роботизированной трансмиссией? Ответ прост: в устройстве. Роботизированная коробка передач – это, как было указано выше, та же «механика», только включением/выключением сцепления и переключением передач тут занимаются приводы-актуаторы. В автоматической коробке передач присутствует важный агрегат – гидротрансформатор, который заменяет собой механизм сцепления и является он связующим звеном между двигателем и собственно коробкой передач.

Достоинства и недостатки «роботов»

Положительными сторонами роботизированных коробок передач первого поколения было отсутствие педали сцепления и более низкая, чем у автоматической трансмиссии, цена. Отрицательным аспектом этих КПП был несовершенный механизм включения последующих передач, из-за чего автомобиль дергался, что приносило дискомфорт водителю и пассажирам. Также минусом этой коробки была сложность и относительно высокая стоимость ее обслуживания, которая была выше, чем у традиционной механической трансмиссии.

К плюсам преселективной роботизированной КПП можно отнести скорость переключения передач, экономичность (ввиду отсутствия потери мощности при переключении передач), работу в полностью автоматическом либо «ручном» режиме. К минусам – наличие рывков при езде на первой передаче, дороговизну ремонта и обслуживания. Например, такой характерный для многих «роботов» минус, как откатывание автомобиля назад при трогании в гору (все же роботизированная трансмиссия, несмотря на отсутствие привычного механизма сцепления, является той же «механикой») изрядно нервирует владельцев машин с РКПП и требует привыкания к подобной особенности.