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
«Десятка» с автоматическим сцеплением
31 октября 2006
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
В рекламном проспекте система Twin clutch представлена как «специальное устройство, предназначенное для подготовки автомобиля к городскому циклу езды». Но у нас сложилось другое мнение: автоматическое сцепление — не лучший помощник в управлении автомобилем. Хотя спокойным водителям система может и понравиться.
Если же, возвращаясь к началу нашего разговора, сравнить корейскую систему и шведский Sensoniс, то… даже и говорить не о чем! Хотя два плюса Twin clutch имеет: во-первых, корейскую систему в любой момент можно отключить, во-вторых, установить ее можно на любой автомобиль, включая тот же Saab.
Но есть категория водителей, для которых все наши претензии к устройству Twin Clutch — ничто по сравнению с самой возможностью «бесконтактного» управления сцеплением. Это инвалиды. Для них автоматическое сцепление — просто спасение.
И, наконец, о ценах. Комплект Twin clutch стоит $470. Плюс $50 за установку.
О. РАСТЕГАЕВ
Фото автора
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.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.
Обратный процесс происходит, когда отпускаете педаль тормоза, система автоматически включает сцепление и первую передачу, в результате ощущение, что в автомобиле установлена автоматическая коробка передач. Такая функция реализована только для первой передачи, при этом стоит учесть, что первая передача будет длинной по оборотам, а не короткой как зачастую это в механической коробке передач.
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:
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.
Компания Kia разработала автоматическое сцепление для машин с ручной коробкой передач, которое будет работать в составе мягкогибридных силовых установок. Система, получившая название intelligent Manual Transmission (iMT), позволяет на 3% снизить количество выбросов СО2 в атмосферу и уменьшить потенциальный экологический штраф для корейского автопроизводителя в Европе.
В следующем году Европа начнёт штрафовать автомобильные компании на бешеные суммы за избыточный СО2, и трудности, связанные с пандемией коронавирусной инфекции COVID-19, не привели к отсрочке этих штрафов или смягчению налогового законодательства, какое, например, к большому неудовольствию последователей Греты Тунберг, имело место в США. Автопроизводители, заинтересованные в европейском рынке, в спешном порядке изобретают схемы, позволяющие если не избавиться полностью от штрафа, то хотя бы уменьшить его до приемлемого с точки зрения бизнеса уровня.
Самый дешёвый способ снизить углеродный след – это снабдить все массовые бензиновые и дизельные модели 48-вольтовым гибридным довеском (такие машины ещё называют мягкими гибридами): стартер-генератор, связанный ремённой передачей с коленвалом, даёт дополнительную мощность при старте и разгоне, позволяя ДВС сжигать меньше топлива, а при торможениях и движении накатом работает в режиме рекуперации и запасает вырабатываемую электроэнергию в батарее. Совсем скоро мягкими гибридами станут большинство легковушек Kia в Европе, в частности, Rio и Ceed, но у привычной схемы в сочетании с ручной коробкой передач есть одно любопытное дополнение – автоматическое сцепление.
В мягких гибридах Kia c «ручкой» сцепление всегда включает или выключает электромотор, получающий команды от специального блока управления. Педаль сцепления – это соответственно не более чем кнопка, хотя разработчики из технического центра Kia в немецком Оффенбахе уверяют, что ощущения будут точно такие же, как при работе обычного сцепления с гидравлическим приводом, а обратная связь (момент схватывания) теперь не зависит от степени износа сцепления. Как реализована эта самая обратная связь и можно ли с электронным сцеплением стартовать с пробуксовкой, разработчики не рассказали.
Зато экологический эффект очевиден: ДВС можно глушить при торможении и движении накатом в большом диапазоне скоростей (вплоть до 125 км/ч) даже на включённой передаче и отпущенной педалью сцепления. Как только водитель задействует любую из педалей (газ, тормоз, сцепление), стартер-генератор запускает ДВС и подгоняет его обороты под текущую передачу, а если это невозможно, включает нейтраль, то есть выключает реальное сцепление.
Из имеющегося описания пока непонятно, что будет, если водитель сильно ошибётся с передачей, как происходит старт на крутом уклоне и можно ли сменить передачу без выжима педали сцепления – всё это, видимо, предстоит узнать на практике нам или нашим европейским коллегам. На машинах для российского рынка мудрёной iMT точно не будет, если только наша страна экстренно не вступит в Евросоюз.
Разумеется, коробку iMT следует ждать и на автомобилях Hyundai для европейского рынка, просто Kia в данном случае выступила в роли основного разработчика.
Добавим, что в Европе по-прежнему примерно половина легковых машин продаётся с ручными коробками – мол, местные автолюбители любят «дёргать за ручку». В то же время производителям в привязке к вышеупомянутому экологическому штрафу выгодно продавать как можно больше машин именно с «механикой» – они при прочих равных дают меньший углеродный след по сравнению с двухпедальными собратьями. Kia пока не привела конкретных цифр в г/км, но для наглядности возьмём европейский Ford Focus, который тоже на днях стал мягким гибридом. Двигатель 1.0 EcoBoost на 155 л.с. в паре с 6МКП даёт 115 г СО2 на км, а его 125-сильная версия в паре с 8-ступенчатым «автоматом» – уже 133 г/км.