ავტომატიზებული მექანიკური კოლოფის მართვის პრინციპები

შეიძლება თამამად ითქვას, რომ კომპიუტერულმა მართვამ ტრადიციულ მექანიკურ კოლოფს „ახალი სიცოცხლე შთაბერა“. სწორედ მისი დამსახურებაა, რომ ევროპაში მექანიკური კოლოფი პოპულარობით კვლავ უსწრებს ავტომატურ კოლოფს. უპირველეს ყოვლისა, ეს იმიტომ ხდება, რომ ავტომატიზებული კოლოფი („რობოტი“) აერთიანებს მექანიკური კოლოფის საიმედოობას, მაღალ მარგი ქმედების კოეფიციენტსა და ავტომატური კოლოფის კომფორტულობას. მასში კომპიუტერით იმართება გადაბმულობის ქუროს ჩართვა-ამორთვისა და გადაცემათა გადართვის პროცესები. 

ზემოთქმულიდან ნათელია, რომ რობოტით აღჭურვილ ავტომობილებზე გადაბმულობის ქუროს სატერფული არ არსებობს. შესაბამისად, ქუროს შეიძლება ჰქონდეს ელექტრული ან ელექტროჰიდრავლიკური ამძრავი. პირველი მოიცავს სერვომექანიზმს (ელექტროძრავას მექანიკური რედუქტორით), მეორე კი - ელექტრომაგნიტური სარქვლით მართულ ჰიდროცილინდრებს. პირველი მარტივია და საბიუჯეტო ავტომობილებზე გამოიყენება; სამაგიეროდ, ელექტროჰიდრავლიკური ამძრავი უფრო სწრაფია და ძვირად ღირებულ ავტოებზე (Ferrari, Lamborghini და ა.შ.) დგას. ზოგიერთ რობოტზე (მაგ., Opel - ის Easytronic) ხორციელდება ქუროს აძვრის განსხვავებული სქემა, როდესაც ელექტროძრავა გადააადგილებს მთავარი ცილინდრის ჭოკს.

ავტომატიზებული მექანიკური კოლოფის კომპიუტერული მართვის პრინციპებს  გავეცნობით კონცერნ VW-ის მიერ დამუშავებულ DSG 02E კოლოფის მაგალითზე, რომელიც ითვლება ყველაზე საუკეთესო რობოტად, რამდენადაც მასში მაბრუნი მომენტის უწყვეტი გადაცემის პრინციპია განხორციელებული. ეს მიიღწევა განსხვავებული ტიპის გადაბმულობის ქუროსა და კომპიუტერული მართვის შესაბამისი ალგორითმის საშუალებით.

გადაცემათა კოლოფის VW DSG 02E თავისებურებებია: 

• ექვსი წინა და ერთი უკანა სიჩქარე; 

• ჩვეულებრივი ავტომატური კოლოფებისათვის დამახასიათებელი გადაცემათა რეჟიმები, აგრეთვე S (სპორტული რეჟიმი) და სისტემა Tiptronic, რომელიც გადაცემათა გადართვის პროცესის ხელით მართვის საშუალებას იძლევა სელექტორის ბერკეტის ან საჭის თვალზე განლაგებული ღილაკების მეშვეობით (შემკვეთის სურვილის შესაბამისად);

• კომპიუტერული მართვის მოდული Mechatronic, რომელიც დამაგრებულია კოლოფის კარტერზე და შეიცავს ელექტრონულ და ელექტროჰიდრავლიკურ კომპონენტებს;

• ფუნქცია Hillholder, რომელიც უზრუნველყოფს ავტომობილის სრულ გაჩერებას მუხრუჭზე მსუბუქი დაჭერის დროსაც კი, რაც ჰიდრავლიკურ ამძრავში ზეთის წნევის გაზრდის საშუალებით ხორციელდება;

• ავტომობილის „მცოცავი“ (Creep) მოძრაობის რეჟიმი აქსელერატორის სატერფულზე ფეხის დაჭერის გარეშე; მაგ: ავტომატური პარკინგის დროს;

• ავარიული რეჟიმი, რომლის დროსაც ავტომობილს გადაადგილება მხოლოდ პირველი და მესამე ან მხოლოდ მეორე გადაცემაზე შეუძლია (დაზიანების შესაბამისად).

                                           გადაცემათა კოლოფის DSG 02E ჭრილი

ფუნქცია Tiptronic-ის კულისა სელექტორზე (მარცხნივ) და ღილაკები საჭის თვალზე (გადაცემათა კოლოფი VW DSG 02E)

როგორც მაღლა სურათზე ჩანს, რობოტის სელექტორი ავტომატური კოლოფის სელექტორს ჰგავს. სელექტორის ბერკეტის მდგომარეობებია:

• P - პარკინგი (დგომა). ამ პოზიციაში ბერკეტის გადაყვანისას ელექტრომაგნიტის თითი შედის ნახვრეტში და ბერკეტი იბლოკება, რათა არ მოხდეს მისი უნებლიე გადართვა. განბლოკვისათვის საჭიროა ჩავრთოთ ანთება, დავაჭიროთ მუხრუჭს და მოდულირების ღილაკს ბერკეტზე. ელექტრომაგნიტი თითს ნახვრეტიდან გამოზიდავს;

მარცხნივ - მოდულირების ღილაკი სელექტორის ბერკეტზე; მარჯვნივ - სელექტორის სქემა: F319 - ბერკეტის P მდგომარეობის სენსორი. მის სიგნალზე ელექტრული ხელსაწყოების მართვის მოდული, რომელიც საჭის სვეტშია განლაგებული, ბლოკავს გასაღებს ანთების საკეტში ; N110 - ბერკეტის მოდულირების ელექტრომაგნიტი

• R - მოძრაობა უკან. მის ჩასართველად, ცხადია, უნდა დავაჭიროთ მოდულირების ღილაკს ბერკეტზე; 

• N - ნეიტრალური პოზიცია. ამ პოზიციაში ბერკეტის გადაყვანიდან 2 წმ-ს შემდეგ იგი ისევე იბლოკება, როგორც P მდგომარეობაში. ბერკეტის განსაბლოკად უნდა დავაჭიროთ მუხრუჭს და მოდულირების ღილაკს;

• D - მოძრაობა წინ. ბერკეტის ამ მდგომარეობაში გადაცემათა გადართვა ავტომატურად ხდება;

• S - ამ პოზიცაში ხდება გადაცემათა ავტომატური გადართვა კონტროლერის მეხსიერებაში ჩაწერილი “სპორტული“ მახასიათებლების მიხედვით

• + და - - ფუნქცია Tiptronik

მართვის სისტემა ახდენს ანთების ჩამრთველის მოდულირებასაც, რომლის მიზანია, შეეწინააღმდეგოს ბუდიდან გასაღების გამოღებას, თუ გადაცემათა კოლოფის ბერკეტი არ არის P ან N მდგომარეობაში.

               გასაღების მოდულირების მექანიზმი და მოქმედების ელექტროსქემა

ამისათვის სენსორში F319 არის კონტაქტი, რომელიც იმ შემთხვევაში შეიკვრება, თუ ბერკეტი D ან R მდგომარეობაშია და ანთებაც ჩართულია. სენსორის სიგნალზე ელექტროხელსაწოების მართვის მოდული ჩართავს ელექტრომაგნიტის წრედს. ელექტრომაგნიტი აამოძრავებს ჩამკეტ თითს და დაბლოკავს გასაღების შემობრუნებას. 

განსახილველ კოლოფში გადაცემათა გადართვა საინტერესო სქემით ხდება, რომლის უმთავრესი კონცეფცია არის მაბრუნი მომენტის უწყვეტ ნაკადად გადაცემა. ეს გამორიცხავს ბიძგებს გადაცემათა გადართვისას, რაც ასე დამახასიათებელია კლასიკური მექანიკური კოლოფისათვის და გარკვეულ დისკომფორტსაც იწვევს. გარდა ამისა, ასეთი სქემა აუმჯობესებს ავტომობილის დინამიკას. განვიხილოთ ეს სქემა დაწვრილებით.

ძრავადან გადაცემათა კოლოფს მაბრუნი მომენტი გადაეცემა ორმასიანი მქნევარასა და ორმაგი გადაბმულობის ქუროს მეშვეობით. ეს უკანასკნელი შედგება ფრიქციული დისკოების ორი პაკეტისაგან. შესაბამისად, კოლოფში ორი პირველადი ლილვია, რომელთაგან ერთი მეორის ღრუშია განლაგებული. ერთ ლილვზე დასმულია 1-ლი, მე-3, მე-5 გადაცემებისა და რევერსის ამძრავი კბილანები, მეორეზე - მე-2, მე-4 და მე-6 გადაცემების კბილანები. გადაბმულობის ქუროს თითოეული ფრიქციული პაკეტი „საკუთარ“ პირველად ლილვს ემსახურება. ყოველი პაკეტის ჩართვა-ამორთვა ხდება ჰიდროცილინდრში ზეთის ტუმბოს მიერ მიწოდებული ზეთის ნაკადის წნევის მეშვეობით, რომელიც გადააადგილებს ცილინდრშივე განლაგებულ დგუშს და ასე ზემოქმედებს პაკეტზე (სხვათა შორის, ერთად-ერთი ორმაგი გადაბმულობის ქუროს მქონე რობოტი, რომელზეც ქუროს აძვრა არა ელექტროჰიდრავლიკური, არამედ ელექტრული ამძრავით ხდება, არის Renault - ის EDC). 

გადაცემათა კოლოფის მართვის მოდული Mechatronik, რომელიც CAN პროტოკოლის მეშვეობით დაკავშირებულია მართვის სხვა მოდულებთან, მუდმივად აანალიზებს ავტომობილის მართვის მანერას (აქსელერატორის, მუხრუჭისა და გადაბმულობის ქუროს სატერფულების და სხვა სენსორების სიგნალების საფუძველზე) და გამოიცნობს, რას აპირებს მძღოლი - აჩქარებას, თუ შენელებას. თუ, მაგ., მოცემულ მომენტში კოლოფში მე-2 გადაცემაა და მართვის მოდულმა განსაზღვრა, რომ მძღოლი აჩქარებას აპირებს, იგი დაუყოვნებლივ, წინასწარ იწყებს მე-2 გადაცემის ამორთვისა და მე-3-ს ჩართვის პროცესს. ეს პროცესი შემდეგნაირად ხორციელდება: მართვის მოდული იწყებს ლუწი გადაცემების პირველადი ლილვის გადაბმულობის ქუროს ამორთვას და კენტი გადაცემების ლილვის ქუროს ჩართვას. ამავე დროს, ამჯერად უკვე გადართვის ჰიდროცილინდრების მეშვეობით, იწყება შესაბამისი სინქრონიზატორის ჩანგლის გადაადგილებაც. დაბლა მოცემულია ამ პროცესების მართვის კონტურის სქემა. 

სქემაზე ჩანს, რომ როგორც გადაბმულობის ქუროს, ასევე გადაცემათა გადართვის ჰიდროცილინდრები ჩართულია ერთიან ჰიდრავლიკურ კონტურში, რომელშიც ზეთი ელექტრომაგნიტური სარქვლების მაშვეობით ნაწილდება. 

ორმაგი გადაბმულობის ქურო და გადაცემათა გადართვის სქემა რობოტში VW DSG 02E

VW DSG 02E გადაცემათა კოლოფის მართვის სისტემის ჰიდრავლიკური კონტური

საერთოდ, მართვის მოდული Mechatronic კოლოფს არეგულირებს 8 ჰიდროცილინდრის, ზეთის წნევის 6 სარქველ-რეგულატორისა და გადაცემათა გადართვის 5 სარქვლის მეშვეობით, რომლებიც კომპაქტურადაა განლაგებული. ჰიდრავლიკურ კონტურთან ერთად ისინი შეადგენს ერთიან მართვის ელექტროჰიდრავლიკურ მოდულს. იქვე, ამ მოდულის მეორე მხარეს, განლაგებულია მართვის ელექტრონული მოდულიც. ასეთ ერთიან კვანძს მართვის მოდული ეწოდება. თუ ამას იმ გარემოებასაც დავუმატებთ, რომ გადაცემათა კოლოფის 14 სენსორიდან 12 მართვის მოდულშივეა განლაგებული და მთელ ამ სისტემას მხოლოდ ერთი გამომყვანის ბუდე აქვს, ასეთი კომპაქტურობა კოლოფის ღირსებაა. მეორეს მხრივ, ერთიანი მოდული დგას კოლოფის კარტერში და, თუმცა მას სატრანსმისიო ზეთი აგრილებს, მაინც მნიშვნელოვან ტემპერატურულ დატვირთვებსა და ვიბრაციებს განიცდის, რაც აღნიშნული კოლოფის სუსტი მხარეა.

გადაცემათა კოლოფის VW DSG 02E მართვის მოდულის Mechatronik შემადგენელი კონტური და მოდულები

დაბლა სურათზე მოგვაქვს გადაცემათა კოლოფის მართვის ფუნქციონალური სქემა, რომელზეც ნათლად ჩანს სენსორებისა და შემსრულებელი მექანიზმების ჩამონათვალი.

9 გადაცემათა კოლოფის VW DSG 02E მართვის სისტემის ფუნქციონალური სქემა:

A-აკუმულატორების ბატარეა; E313-გადაცემათა კოლოფის სელექტორი; F4-უკანა სვლის ნათურების ჩამრთველი; F310-სელექტორის ბერკეტის P მდგომარეობის სენსორი; G93-სატრანსმისიო ზეთის ტემპერატურის სენსორი; G182-კოლოფში შემავალი ბრუნთა რიცხვის სენსორი; G193 - G194-ზეთის წნევის სენსორები; G195 - G196 - კოლოფიდან ართმეული ბრუნთა რიცხვის სენსორები; G487, G488, G489, G490 გადაცემათა გადართვის ჩანგლების მდგომარეობის სენსორები; G501 - G502 - პირველადი ლილვების ბრუნთა რიცხვის სენსორები; G509- გადაბმულობის ქუროდან გამოსვლისას ზეთის ტემპერატურის სენსორი; G510-მართვის მოდულის ტემპერატურის სენსორი; J…-ძრავას მართვის მოდული; J329 - მე-15 კლემის რელე; J519-საბორტო ქსელის მართვის მოდული; J527-ელექტროხელსაწყოების მართვის მოდული საჭის სვეტში; J587-სელექტორის სენსორების სიგნალების გადამუშავების მოდული; J743 - მართვის მოდული Mechatronik; N88, N89, N90, N91, N92 - ელექტრომაგნიტური სარქვლები; N110 - ბერკეტის მოდულირების ელექტრომაგნიტი; N2125, N216, N217, N218, N233, N371-ზეთის წნევის რეგულირების სარქვლები, რომლებიც მიერთებულია 30-ე კლემასთან დამცველით SC21; A -სადიაგნოსტიკო კაბელი; B - CAN High; C - CAN Low 

განვიხილოთ ამ კომპონენტების ფუნქციონალური დანიშნულება. გადაცემათა კოლოფში შემავალი ბრუნთა რიცხვის სენსორი G182, ტემპერატურის G509 სენსორთან ერთად, მიმაგრებულია კოლოფის კარტერზე და მართვის მოდულს კაბელით უერთდება. ამ ორი სენსორის სიგნალის საფუძველზე მართვის მოდული საზღვრავს გადაბმულობის ქუროების აცურებას. თუ მათი სიგნალი დაიკარგა, მართვის მოდული იყენებს მუხლა ლილვის ბრუნთა რიცხვის სენსორის სიგნალს. თუმცა, ეს არ არის სრულფასოვანი ჩანაცვლება და კოლოფის ზოგიერთი სპეციფიკური ფუნქცია ამ დროს ვეღარ ხორციელდება.

მუშა სითხის ტემპერატურის, შემავალი და პირველადი ლილვების ბრუნთა რიცხვების სენსორების განლაგება გადაცემათა კოლოფზე VW DSG 02E

პირველადი ლილვების ბრუნთა რიცხვის სენსორები განლაგებულია მართვის მოდულზე. G501 ზომავს 1-ლი, G502 კი მე-2 პირველადი ლილვის ბრუნთა რიცხვს. მათ სიგნალებს მართვის მოდული უდარებს G182 სენსორის სიგნალს და ადგენს გადაბმულობის ქუროების აცურების ხარისხს. თუ G501 სენსორის სიგნალი დაიკარგა, ავტომობილს შეუძლია იმოძრაოს მხოლოდ მე-2 გადაცემაზე, თუ G502-სა - 1 და მე-3 გადაცემებზე.

ყველა დანარჩენი სენსორიც მართვის მოდულშია განლაგებული. კოლოფიდან ართმეული ბრუნთა რიცხვის სენსორები G195 და G196 „ითვლის“ მე-2 მეორადი ლილვის ბრუნთა რიცხვს და გამოიმუშავებს ერთნაირ, მაგრამ დროში დაძრულ სიგნალებს. ამის წყალობით მართვის მოდული ერთმანეთისაგან ასხვავებს ორ სიგნალს. ამ უკანასკნელთა საფუძველზე განისაზღვრება არა მხოლოდ ავტომობილის სიჩქარე, არამედ მოძრაობის მიმართულებაც, რადგან უკუსვლისას სენსორების სიგნალები მართვის მოდულში უკუთანამიმდევრობით შედის. თუ სიგნალები დაიკარგა, მართვის მოდული იყენებს ABS-ის მოდულის მონაცემებს.

ზეთის წნევის სენსორების სიგნალებს მართვის მოდული იყენებს გადაბმულობის ქუროებზე მისული ზეთის წნევის რეგულირებისათვის. თუ რომელიმე სენსორის სიგნალი დაიკარგა, შესაბამის რიგში გადაცემათა გადართვა არ მოხდება. 

გადაცემათა კოლოფში და მართვის მოდულში ტემპერატურის სენსორების სიგნალებით მოდული მართავს ტემპერატურულ რეჟიმს. თუ კოლოფის ტემპერატურა 138℃-ს გადააჭარბებს, მართვის მოდული, ძრავას მართვის მოდულის მეშვეობით, ამცირებს ძრავას მაბრუნ მომენტს. თუ ტემპერატურა 145℃-ზე მაღალი გახდა, შეწყდება ზეთის მიწოდება გადაბმულობის ქუროებზე და ეს უკანასკნელები ითიშება.

გადაცემათა კოლოფის სელექტორის სენსორების სიგნალების დამუშავების მოდული სიგნალებს აწვდის როგორც Mechatronik-ს, ასევე ხელსაწყოთა კომბინაციის მართვის მოდულსაც.

გადაცემათა გადართვის ჩანგლების გადაადგილების სენსორები ჰოლის ეფექტზე მუშაობს. ბუნებრივი მაგნიტი დამაგრებულია თითოეული ჩანგლის ბოლოზე. ყოველი სენსორი ერთ ჩანგალს ემსახურება: G487 საზღვრავს 1 და 3 გადაცემას, G488 - 2 და 4 - ს, G489 - 6 და რევერსს, G490 - 5 და ნეიტრალურს. სენსორების სიგნალები აუცილებელია შესაბამის ჰიდროცილინდრში ზეთის დროული მიწოდებისათვის. ამიტომ, თუ რომელიმე მათგანის სიგნალი დაიკარგა, შესაბამისი გადაცემების გადართვა აღარ მოხდება. 

გადაცემათა გადართვის ჩანგლების მდგომარეობის სენსორები გადაცემათა კოლოფში VW DSG 02E

რაც შეეხება შემსრულებელი მექანიზმების ფუნქციონალურ დანიშნულებას, უპირველესად აღსანიშნავია ზეთის მაგისტრალში წნევის რეგულატორის მართვის სარქველი N217.

მართვის სისტემის Mechatronik ელექტროჰიდრავლიკური კომპონენტები :

A-სარედუქციო სარქველი - „გამოუშვებს“ ზედმეტ წნევას ქუროებში; B- “პლატა“

ეს სარქველი არეგულირებს რეგულატორის მკვეთარაზე მისული ზეთის ნაკადის წნევას. მკვეთარას გადაადგილებაზე არის დამოკიდებული ზეთის წნევა მთავარ მაგისტრალში, რომელიც N215 და N216 სარქვლების გავლით აწვდის ზეთს გადაბმულობის ქუროებს, ხოლო N88, N89, N90, N91 სარქვლების გავლით - სინქრონიზატორების ჩანგლებს

სარქველი N92 აძრავს მულტიპლექსორს. ეს უკანასკნელი უზრუნველყოფს 8 ჰიდროცილინდრის მართვას მხოლოდ 4 ელექტრომაგნიტური სარქვლით: თუ N92-ზე ძაბვა არ მიდის, იგი მულტიპლექსორამდე ზეთს არ უშვებს. ამ მდგომარეობაში შეიძლება ჩაირთოს 1, 3, 6 და უკუგადაცემები. თუ N92-ზე ძაბვა მივა, სარქველი გაიღება, მულტიპლექსორი გადაადგილდება და შესაძლებელი გახდება 2, 4, 5 და ნეიტრალური გადაცემის ჩართვა. 

 ცხადია, CAN პროტოკოლის მეშვეობით Mechatronik დაკავშირებულია სხვა მართვის მოდულებთან. დაბლა სურათზე ნაჩვენებია ამ ქსელის სქემა VW Tuareg-ის მაგალითზე.

კავშირის ქსელი CAN (VW Tuareg) J104-ABS/EDS სისტემების მართვის მოდული; J240-დიზელის საწვავის შეფრქვევის მართვის მოდული; J285-ცენტრალური დისპლეი; J519- საბორტო ქსელის მართვის მოდული; J527-ელექტროხელსაწყოების მართვის მოდული საჭის სვეტში; J533-სადიაგნოსტიკო ინტერფეისი; J527-სელექტორის სენსორების სიგნალების დამუშავების მოდული; J623- ძრავას მართვის მოდული; J743-გადაცემათა კოლოფის მართვის მოდული Mechatronik

შედარებისათვის, აქვე მოკლედ განვიხილოთ Citroen-ის მიერ დანერგილი სისტემა SensoDrive, რომლის ბლოკ-სქემა მოტანილია დაბლა სურათზე.

ავტომატიზებული მექანიკური კოლოფის SensoDrive კომპიუტერული მართვის სისტემის ბლოკ-სქემა (Citroen)

დამამზადებელთა ინფორმაციით, ესაა გადაცემათა კოლოფის კომპიუტერული მართვის უზუსტესი ალგორითმი, რომელიც დამყარებულია მრავალფაქტორულ ანალიზზე (მართვის მანერა, ძრავას დატვირთვა და ბრუნთა რიცხვი, ავტომობილის სიჩქარე, საგზაო პირობები და ა.შ.).

ავტომობილის მოძრაობაში მოსაყვანად, სისტემის მართვის მოდული გადაბმულობის ქუროს ჩართავს აქსელერატორის სატერფულის მდგომარეობისა და ძრავას მუხლა ლილვის ბრუნთა რიცხვის მიხედვით. ქუროს მაღალი სიზუსტის სერვოამძრავი მძღოლს უნარჩუნებს სრულ კონტროლს სისტემაზე, როგორც რთული მანევრების (პარკინგი, რევერსი და ა.შ.) შესრულებისას, ასევე ავარიულ სიტუაციაში.

სისტემის მართვის მოდული მძღოლის მიერ მოთხოვნილი გადაცემის შესახებ ინფორმაციას/ბრძანებას იღებს სელექტორის ბერკეტის ან საჭის თვალზე განლაგებული ჩამრთველების მეშვეობით. 

გადაცემათა გადართვის რიგითობას და სიჩქარეს მართვის მოდული განსაზღვრავს მძღოლის მართვის მანერისა და საგზაო პირობების მიხედვით. ამასთან, მართვის მოდული აანალიზებს მხოლოდ აქსელერატორისა და მუხრუჭის სატერფულების მდგომარეობის სენსორების ინფორმაციას, რადგან აღნიშნული სისტემით აღჭურვილ ავტომობილებზე გადაბმულობის ქუროს სატერფული არ გამოიყენება. შესაბამისად, გადაცემათა გადართვის სიჩქარე იცვლება იმის მიხედვით, თუ რომელ სატერფულს აწვება მძღოლი - აქსელერატორის, თუ მუხრუჭის. სიჩქარეების გადართვა ხდება დაჭერილი სატერფულების პირობებშიც კი. ინფორმაცია გადაცემათა გადართვის შესახებ, CAN ქსელის მეშვეობით, გადაეცემა საბორტო ქსელის მართვის მოდულს (BSI) და გამოისახება დისპლეიზე.  

სრულად »