Почему на авто с «роботом» надо ездить иначе, чем на машинах с «автоматом» — Лайфхак

• Лайфхак
• Вождение

Фото: АвтоВзгляд

Часто покупатели воспринимают автомобиль с двумя педалями как машину, у которой стоит классический «автомат». Для многих это означает, что можно ездить, нажимая лишь газ и тормоз, и ни о чем не думать. К сожалению, это заканчивается дорогим ремонтом трансмиссии. Портал «АвтоВзгляд» рассказывает, почему так происходит и как избежать беды.

Виктор Васильев

В последнее время на машинах разных классов и ценовых категорий появились роботизированные трансмиссии с одним или двумя сцеплениями. Производители все чаще применяют их на своих моделях и это понятно. «Роботы» дешевле, чем классическая гидромеханическая АКП. Делают свое дело и маркетологи, частенько указывая на фирменных сайтах, что у машины стоит настоящий «автомат».

Отчасти это правда, ведь передачи переключаются автоматически. Водителю нужно лишь давить на газ. И вот тут возникаеи масса претензий и проблем. Люди не знают, что обычный однодисковый «робот» — эта та же механическая трансмиссия, но с исполнительным механизмом сцепления и переключения передач. Поэтому, при размыкании сцепления и переключении, скажем, с первой на вторую передачу, в любом случае будет толчок, что потребителю категорически не нравится, ведь на нормальном «автомате» такого нет. В итоге автовладельцы часто жалуются, что машина тупит, не едет. В таких случаях педаль газа продавливают еще сильнее. Но если это делать регулярно, то через 15 000 км сцепление можно просто сжечь. Так что запомните: чтобы «робот» прожил дольше, на нем нужно ездить плавно и без резких ускорений.

Трансмиссия с двумя сцеплениями гораздо технологичнее и нежнее, чем обычный однодисковый «робот»

Фото из открытых источников

«Робот» с двумя сцеплениями технологичнее и дороже, чем однодисковый. Тут нет заметных толчков при переключении передач. Такая трансмиссия нежнее, чем обычный «робот» или «автомат». Значит, и обращаться с ней надо бережнее.

Большинство подобных «коробок» настроены на экономию топлива. Поэтому стремятся как можно быстрее перейти на повышенные передачи. Это и играет злую шутку в пробке или при «рваном» трафике. Алгоритм «коробки» начинает перещелкивать передачи с первой на третью, а потом обратно вниз, что дает большую нагрузку на мехатроник (управляющий модуль трансмиссии) и диски сцепления. Если регулярно ездить по пробкам, то появятся сильные рывки. Придется везти автомобиль на сервис, где платить за замену дисков сцепления, или ремонт мехатроника. Это может дорого ударить по карману владельца.

Поэтому в пробке переводите селектор «робота» в ручной режим и двигайтесь на первой или вторую передачах. Так на «коробку» будет меньшая нагрузка, ведь автоматика перестанет судорожно «гонять» передачи. А чем меньше переключений, тем выше ресурс трансмиссии.

194359

• Автомобили
• Кроссоверы

На что обратить внимание при покупке бэушного кроссовера

22041

• Автомобили
• Кроссоверы

На что обратить внимание при покупке бэушного кроссовера

22041

Подпишитесь на канал «Автовзгляд»:

• Telegram
• Яндекс. Дзен

ущерб, седан, дешевые машины, премиум-сегмент, вторичный рынок, кроссоверы, ремонт, продать машину, купить машину

КПП «робот» — что это? Как работает КПП «робот»?

Как известно, в мире существует несколько типов автомобильных трансмиссий: всем известная механика и так называемый автомат. Но в последнее время автопроизводители стали укомплектовывать свои новинки роботизированной коробкой. КПП «робот» — что это за трансмиссия и как она устроена? Обо всем этом и не только – далее в нашей статье.

Характеристика коробки

КПП «робот» — что это за трансмиссия? Она представляет собой механическую коробку, в которой функции включения сцепления и переключения передач автоматизированы. Таким образом, вся работа КПП зависит не от водителя, а от электронного блока с определенным алгоритмом управления.

Сам же водитель дает лишь входную информацию для трансмиссии.

Устройство

Роботизированная коробка может несколько различаться по конструкции, однако общее ее устройство неизменно. Такой тип трансмиссии представляет собой механическую КПП с системой управления передачами и сцеплением. Причем неважно, каким производителем этот агрегат был изготовлен.

Автоматизированные «роботы» имеют сцепление фрикционного типа. Это может быть либо пакет дисков, либо отдельный механизм. Наиболее надежной и долговечной считается конструкция с двойным сцеплением. «Фольксваген Гольф» был первым автомобилем, который стали оснащать модернизированной КПП «робот». Отзывы водителей отмечали хорошую реакцию электроники и быстроту переключения скоростей при разгоне. К тому же конструкция коробки с двойным сцеплением позволяла обеспечить передачу крутящего момента без разрыва потока мощности. При этом время на переключение скоростей составляло меньше одной секунды. Но, как показала практика, такие коробки «живучи» только на ровных немецких автобанах. При эксплуатации на наших дорогах (грунтовка, щебенка и постоянные ямы) ресурс КПП с двойным сцеплением сокращается вдвое.

Но вернемся к устройству конструкции. Сам привод сцепления может быть как электрическим, так и гидравлическим. В первом случае исполнительными механизмами являются электродвигатель и механическая передача. Гидравлический же привод осуществляется при помощи специальных цилиндров. Последние, в свою очередь, управляются электромагнитным клапаном.

В некоторых случаях роботизированные коробки с электроприводом имеют гидромеханический блок с электродвигателем, который перемещает цилиндр привода сцепления. Ярким примером тому служит трансмиссия Easytronic, которая применялась на автомобилях марки «Опель».

«Робот», КПП с электрическим приводом, отличается относительно невысокой скоростью переключения передач (от 0.3 до 0.5 секунды). Но при этом он не нуждается в поддержании постоянного давления в системе, как это необходимо для гидравлических аналогов.

В то же время гидравлические КПП имеют более быстрый цикл переключения передач, который составляет от 0.05 до 0.06 секунды. По этой причине данный тип трансмиссии используется на большинстве современных гоночных машин и суперкаров (таких как «Феррари» и «Ламборджини»). На автомобилях бюджетного класса подобные коробки не применяют даже в качестве «опции».

Как работает КПП «робот»?

Работа и контроль над большинством механизмов данной трансмиссии осуществляется электронной системой, в которую входит главный блок управления, а также множество вспомогательных датчиков. Последние отслеживают все необходимые параметры КПП (положение вилок выключения передач и селектора, давление масла и т. д.) и передают их в основной блок. После электроника формирует дальнейшие действия и посылает их в виде коротких сигналов на исполнительные механизмы (электропривод и электроклапаны). Так и происходит плавное и быстрое переключение передач.

Режимы работы

Несмотря на то что конструкция роботизированной коробки основана на принципах работы механики, по желанию водителя она может функционировать в автоматическом режиме. Как работает КПП «робот» в таком случае? При переходе на автоматический режим электронный блок самостоятельно реализует заданный программой алгоритм управления коробкой. Водителю лишь остается нажимать на педаль газа и следить за ситуацией на дороге. В пробках работа робота «на автомате» очень выручает. В ручном режиме водитель имеет возможность самостоятельно переключать передачи с пониженной на повышенную и наоборот.

Управление осуществляется при помощи классического рычага КПП.

Актуальность коробки в России

К сожалению, наши автопроизводители еще не ввели в практику установку роботизированных трансмиссий на свои автомобили. Однако совсем недавно завод ВАЗ заявил, что уже с 2015 года на автомобили ВАЗ «Приора» КПП «робот» будет устанавливаться серийно. Вес коробки составит порядка 34 килограмм, при этом она очень стойка к русским зимам. И если прежний автомат блокировал запуск мотора при -27 градусах, то теперешний «робот» может работать даже при 40-градусном морозе. Также ВАЗ заявил номинальный срок службы данной КПП, который будет составлять ровно 10 лет (правда, гарантийный срок почему-то заканчивается уже на 3-м году). Таким образом, завод ВАЗ старается возродить былую популярность отечественной «Приоры». Сейчас он настроен серийно производить модели 2170-2172 как минимум до 2020 года.

Преимущества

Многие водители говорят, что роботизированная коробка вобрала в себе все плюсы автомата и механики. То есть при движении вы одновременно получаете комфорт действия АКПП и при этом не беспокоитесь о повышенном расходе топлива. Вообще, высокая экономичность – главное достоинство роботизированных коробок. В основе их конструкции лежит компьютер с определенной программой управления, который распределяет усилия крутящего момента максимально рационально. В отличие от простого водителя, электроника никогда не «психует» в пробках, не впадает в депрессию, стойка к физическим нагрузкам и усталости. Именно поэтому такие коробки очень быстро обрели популярность на мировом рынке. Сейчас роботизированная трансмиссия устанавливается на автомобили класса А, В и С (в том числе и на седан «Тойота Королла»). КПП «робот» был поставлен и на немецкий полноприводный джип «Фольксваген Амарок». Сейчас «немец» в такой комплектации доступен как на европейском, так и на российском рынке.

Но это еще не все плюсы, которыми может похвастаться КПП «робот». Отзывы владельцев отмечают высокую надежность данной трансмиссии. И только при пробеге в 200-250 тысяч километров она может потребовать замены некоторых механизмов. Ремонт КПП «робот» касается, в основном, сцепления, которое терпит большие нагрузки, особенно на труднопроходимых участках дороги.

По своей стоимости данная коробка значительно дешевле стандартного автомата. Да и в обслуживании очень неприхотлива КПП «робот». Замена масла – это, пожалуй, единственная операция, которую с ней нужно производить раз в 50-60 тысяч километров.

Особенности веса

Ну и, конечно же, вес коробки. По этому параметру она превосходит автомат в несколько раз. В среднем снаряженная масса роботизированной КПП для легковых автомобилей составляет всего 30-40 килограмм. В то же время автомат весит от 50 до 100 килограмм.

То есть с «роботом» автомобиль становится более легким, а соответственно, снижается нагрузка на двигатель, колеса, амортизаторы и т. д.

Недостатки

Главным минусом роботизированной трансмиссии является ее скорость переключения передач. Да-да, именно из-за этого фактора возникают большие нагрузки на двигатель автомобиля, который находится в пробке. Машина начинает разгоняться рывками, что в большей степени подходит для спортивной езды. Поэтому для любителей плавной манеры передвижения на всех «роботах» есть режим «типтроник».

И если с проблемой рывков производителям данных трансмиссий все же удалось справиться, то вопрос безопасности езды авто по склонам до сих пор не решен. Дело в том, что роботизированная коробка не имеет постоянной связи с двигателем. Поэтому при движении КПП может самопроизвольно отключиться, и тогда машина на склоне катится вниз. Но, к счастью, таких нелепых ситуаций зафиксировано очень мало. Поэтому роботизированную коробку можно охарактеризовать как одну из самых лучших среди всех существующих и как отличный аналог автомата.

Признаки неисправности КПП «робот»

Что это за трансмиссия, мы уже выяснили. Теперь о том, в каких местах данная коробка может сломаться. Первые симптомы, говорящие о грядущем ремонте роботизированной трансмиссии, появляются нескоро (примерно на 8 год эксплуатации или через 200 тысяч километров пробега). По достижении этого момента коробка начинает «творить чудеса», а именно самопроизвольно переключаться на «нейтраль». Причем такая беда случается на всех режимах работы трансмиссии.

Иногда симптомом неисправности становятся рывки при трогании авто с места. В таком случае на автомобилях «Ниссан» и «Тойота» КПП «робот» требует замены ведомого диска сцепления.

Конечно, определить истинную неисправность могут лишь специалисты. Но чаще всего на таких КПП ломается сцепление (не исключение и японская машина «Тойота»). КПП «робот» в таком случае ремонтируется путем установки ремкомплекта актуатора либо полной его замены на новый механизм.

Также неисправность роботизированной коробки может быть спровоцирована износом выжимного подшипника и его направляющей. Здесь приходится покупать новый комплект сцепления, а иногда менять переднюю часть корпуса в сборе. Но в любом случае отремонтированная коробка станет пригодной к эксплуатации еще на 150-200 тысяч километров.

Подводим итоги

Подытожим все вышеописанное. Итак, «робот» — это механическая трансмиссия с блоком управления. Она может работать и как механика, и как автомат. При этом ее конструкция проще, чем у АКПП. Также «робот» более надежен и неприхотлив в обслуживании. Автомобиль с данным типом трансмиссии потребляет на 10-15 процентов топлива меньше, чем тот, который оснащен автоматом. Плюс ко всему — водитель почти не тратит время на переключение передач (касается коробок с гидравлическим приводом).

Заключение

Мы выяснили, как работает КПП «робот», что это за механизм и в чем его особенности. Как видите, данный тип трансмиссии отлично подходит как для любителей механики, так и для фанатов автомата. Ведь в любой момент она может преобразиться из МКПП в АКПП. Но все же ее не до конца исследовали наши автолюбители, потому большинство из них боятся покупать машину с такой коробкой. Но, как видите, в обслуживании данная трансмиссия практически не нуждается, к тому же она очень надежная.

Роботы берут на себя сложные задачи по передаче и распределению

Скачать статью в формате PDF

Поделиться этой статьей:

Автор: Брент Баркер срок принудительных работ, работа . Сделанные из «химического теста», его роботы исчезли в анналах научной фантастики. Но этот термин прижился и вошел в английский язык в 1923 году.

Сегодняшние роботы — это что угодно, только не химическое тесто, и они специализируются на выполнении задач, слишком опасных, громоздких, удаленных или сложных для человека. Они варьируются от больших многоруких роботов, используемых при сборке автомобилей, до роботов для обезвреживания бомб, используемых полицией и военными, до нанороботов, используемых в медицине для доставки лекарств через кровоток.

На протяжении более двух десятилетий в электроэнергетике исследуется потенциал роботов для выполнения критических задач. В области передачи и распределения EPRI исследовал роботов, способных:

• Скольжение по проводам экрана для осмотра воздушных линий электропередачи
• Маневр внутри подземных хранилищ для осмотра электрических кабелей
• Забраться на подвесные фарфоровые, стеклянные и полимерные изоляторы и осмотреть их
• Осмотреть компоненты подстанции и защитить их от злоумышленников
• Проплывите через масло внутри больших трансформаторов, чтобы осмотреть сердечник

Роботы для линий электропередач

Воздушные линии электропередачи относятся к числу наиболее широко рассредоточенных активов электроэнергетических компаний. В одних только Соединенных Штатах они преодолевают десятки тысяч миль, многие из них в отдаленных районах. Осмотр необходим один или два раза в год для оценки старения компонентов и наличия полосы отчуждения. Исторически сложилось так, что бригады проводят визуальный осмотр или используют камеры и другие инструменты, когда они проходят по полосе отчуждения, взбираются на сооружения или путешествуют на вертолетах. Несмотря на то, что эта работа имеет решающее значение для надежности системы, она требует много времени, средств и иногда опасна.

После почти двух десятилетий исследований и испытаний EPRI разработала автономного робота для проверки линий электропередачи под названием «Ti». Он скользит по экранирующему проводу над проводниками под напряжением, преодолевая в среднем 3 мили в день. Системы обхода помогают Ти обходить препятствия и опоры ЛЭП.

«Мы развертываем Ti в Огайо на 75-мильном сегменте 138-киловольтной линии электропередачи, эксплуатируемой American Electric Power», — сказал Эндрю Филлипс, вице-президент EPRI по инфраструктуре передачи и распределения. «Когда он будет запущен и запущен в начале 2019 года, это будет первый в мире полностью автономный робот для линий электропередач. Он черпает энергию из электромагнитных полей линии электропередачи в ключевых точках для зарядки своих аккумуляторов, скользит вдоль линии, делая фотографии и различные показания, и отправляет их в режиме реального времени рабочим. Он может завершить 75-мильную линию за пять недель».

Визуальные и инфракрасные камеры высокого разрешения Ti проверяют полосы отчуждения и компоненты, а также определяют расстояние между линиями электропередач и деревьями. Его детекторы электромагнитных помех могут обнаруживать разряды, такие как искрение. Другие инструменты, запланированные для будущего развертывания: датчики молний, ​​датчики вибрации для ветреных районов и датчики тока утечки для прибрежных районов, где соль может загрязнить компоненты. Если требуется скорость, например, чтобы точно определить источник недавнего отключения, Ti может двигаться со скоростью до 5 миль в час.

«Мы работаем над конфигурацией, похожей на железнодорожную развязку, которая позволит роботу перемещаться на другую линию электропередачи, когда он проходит через подстанцию», — сказал Филлипс. «Это значительно повысит его полезность и ценность».

EPRI изучает затраты и преимущества Ti, такие как повышение безопасности и качества данных. Делая паузу в одном месте, робот может делать снимки лучшего качества, чем снимки, сделанные с вертолета, летящего со скоростью от 30 до 60 миль в час. «Ti может устранить необходимость в подробных проверках вертолетов, снижая риск», — сказал Филлипс.

Роботы-изоляторы передачи

Исследования роботов-изоляторов обусловлены необходимостью снижения рисков безопасности, связанных с дефектами полимерных изоляторов, длина которых составляет от 3 до 15 футов в зависимости от напряжения линии электропередачи. «Сегодня полимеры являются преобладающим изоляционным материалом, и проблема в том, что вы не можете увидеть внутренний дефект, влияющий на электрические характеристики. Вам нужен электрический тестер, который имеет прямой контакт с изолятором», — сказала старший менеджер проекта EPRI Эрика Уиллис.

Компания EPRI разработала и выпустила на рынок инструмент Live-Line для работы с некерамическим изолятором, который может выявлять токопроводящие дефекты. Однако рабочие должны вручную применять инструмент с помощью горячей палки. Держать 10-футовую горячую палку из стекловолокна, которая раскачивается под весом инструмента на конце, может быть тяжелым испытанием для тела, особенно если рабочий находится высоко в ковшовом грузовике, потрепанном ветром.

«Концепция EPRI представляет собой робота, интегрированного с инструментом Live-Line для работы с некерамическим изолятором. Он ползет вверх по изолятору, собирает показания с помощью инструмента, затем ползет вниз, где вы вытаскиваете инструмент и получаете свои результаты. Он говорит вам, приемлема ли единица», — сказал Уиллис.

Когда EPRI провела лабораторные испытания робота с 10 различными конфигурациями изоляторов, измерения робота оказались более последовательными, чем измерения вручную. «Но необходимо проделать большую работу, прежде чем робота можно будет с уверенностью применять в полевых условиях для всех конструкций изоляторов», — сказал Уиллис.

EPRI работает с Юго-западным исследовательским институтом над адаптацией этого робота для работы с фарфоровыми изоляторами. Другие улучшения, находящиеся в стадии разработки, включают удлинение рук и кистей, увеличение длины робота и включение усовершенствованных датчиков для улучшения качества данных и скорости обработки. «Мы можем упаковать гораздо больше в маленького робота и поставить камеры на каждую руку», — сказал Уиллис.

Подземные кабельные роботы

Поскольку большинство частей подземных кабельных систем находятся под землей, визуальные осмотры проводятся в отдельных точках: внутри подземных хранилищ, известных как смотровые люки , на подстанциях или сооружениях на стыках с воздушными линиями. Люки являются уязвимыми местами, требующими регулярных осмотров для оценки состояния кабелей, кабельных сращиваний, соединений, опор и другого оборудования.

Ограниченное пространство внутри люков затрудняет тщательный осмотр. Чтобы не посылать инспекторов в люк, некоторые коммунальные службы будут маневрировать камерой с источником света с поверхности.

EPRI анализирует роботизированные методы осмотра подземных кабелей электропередач для повышения безопасности рабочих и сокращения простоев. «Мы изучаем коммерчески доступные системы, их ограничения и то, как их можно адаптировать для использования подземных кабелей», — сказал инженер и ученый EPRI Дэвид Куммер. Проблемы включают четкость изображения, навигацию, возможность извлечения робота и мощность сигнала внутри люка.

«Мы оцениваем дроны для осмотра соединений и других компонентов в люках», — сказал Куммер. «Мы завершили тест, чтобы определить возможности визуализации и понять проблемы при маневрировании в люке. Затем мы протестируем имеющиеся в продаже беспилотники, предназначенные для работы в ограниченном пространстве». Команда Куммера использует транспортный контейнер для создания имитации люка для тестирования этих систем.

EPRI исследует системы, в которых трехфазные кабели находятся внутри стальной трубы и находятся под давлением масла. «Мы оцениваем робота, который может перемещаться внутри трубы и через нефть для осмотра кабеля», — сказал Куммер. Некоторые производители выпускают роботов, предназначенных для осмотра газовых или водопроводных линий, что ставит вопрос о том, могут ли они эффективно перемещаться по нефти и по трубе с кабелем.

На объекте EPRI в Шарлотте Куммер и его команда построили прототип робота и макеты труб с неисправными кабелями. «Робот имеет размеры 2 дюйма в высоту, 11 дюймов в длину и 4 дюйма в ширину, несет две камеры, светодиодные фонари и использует магнитные колеса, чтобы удерживать себя внутри трубы, чтобы он не касался кабеля», — сказал он. «В нашей лаборатории мы вручную протащили робота через 20-футовые участки трубы с помощью макетов кабелей, чтобы оценить ограничения изображения. Мы выявили многие, но не все дефекты, заложенные в кабеле», — сказал Куммер.

EPRI продолжает оценивать эти и другие технологии, включая подводных роботов.

Роботы для обеспечения безопасности подстанции

Поскольку безопасность подстанции по-прежнему в значительной степени зависит от ворот, охраны, освещения и детекторов движения для предотвращения краж, вандализма и терроризма, EPRI оценивает использование роботизированных технологий для повышения безопасности.

«Сегодня в продаже есть как минимум полдюжины автономных роботов. EPRI работает с коммунальными предприятиями над лабораторными и полевыми испытаниями на действующих подстанциях. Лишь немногие пригодны для непрерывной круглосуточной работы 365 дней в году на открытом воздухе, надежно работая морозными зимами и жарким летом в таких разных местах, как Калифорния, Техас, Миннесота и Нью-Йорк», — сказал EPRI Senior. Менеджер программы Кевин Берент.

Местность так же важна, как и погода. По словам Берента, «мы ищем грубых и выносливых роботов; может передвигаться по крупному гравию, грязи, снегу и грязи; и может преодолевать труднопроходимую местность с минимальным обслуживанием».

Техническое обслуживание, особенно в удаленных районах без персонала, может быть затруднено. «У многих роботов есть батареи, которые необходимо заменить. Некоторые аккумуляторы можно перезаряжать, но в моделях, которые мы видели, надежной технологии зарядки пока нет», — сказал Берент.

Мобильность и размер помогут отпугнуть злоумышленников. «Исследования показывают, что что-то движущееся вокруг и такое большое, как газонокосилка, может иметь сдерживающий эффект, снижая уровень преступности. Это не может быть похоже на игрушку. Если робот может напрямую атаковать злоумышленника в режиме реального времени с помощью микрофона, динамика, видеокамер и мигающих огней — тем лучше», — сказал Берент.

Многоцелевые роботы могут улучшить экономическое обоснование безопасности подстанции. «Робот-охранник, использующий инфракрасную камеру для обнаружения проникновения в ночное время, может использовать ту же камеру для проверки того, не перегревается ли оборудование больше, чем должно быть», — сказал Берент. «Мы рассматриваем несколько вариантов. Можно ли использовать робота для обслуживания? Можем ли мы добавить датчики для обнаружения утечек гексафторида серы?»

Роботы для осмотра подстанции

Роботы потенциально полезны для осмотра подстанции, включая визуальный осмотр и сенсорный мониторинг состояния оборудования, например, температуры, наличия коронных разрядов, утечек масла и гексафторида серы. В 2019 году главный технический руководитель EPRI Пурви Патель определит области применения и преимущества, а также рассмотрит коммерчески доступные технологии.

«После определения перспективных технологий мы планируем провести лабораторные демонстрации на нашей новой 138-киловольтной испытательной подстанции, а затем демонстрации в полевых условиях», — сказал старший технический руководитель EPRI Люк Ван дер Зел. «Цель состоит в том, чтобы оценить полезную нагрузку датчиков и производительность робота». Следующим шагом является разработка технической спецификации и руководства по применению коммунальных услуг.

Роботы-трансформеры

Роботы подстанции также могут использоваться для осмотра внутренних частей больших трансформаторов. Сегодняшние проверки имеют существенные недостатки. «Один из подходов предполагает опускание камеры или эндоскопа внутрь трансформатора, но диапазон доступа ограничен», — сказал Патель.

Второй подход — слить трансформаторное масло — десятки тысяч галлонов — и отправить человека внутрь. После осмотра масло заменяется. «Это требует много времени, потому что включает в себя вход в замкнутое пространство и переработку масла», — сказал Патель.

EPRI провела оценку различных имеющихся в продаже роботов для осмотра трансформаторов, определила и протестировала в лаборатории многообещающие варианты, а затем провела полевые испытания тех, у которых есть утилиты. Под руководством операторов, находящихся снаружи трансформатора, роботы плывут по трансформаторному маслу, собирая видео и фото внутри. Это устраняет необходимость в том, чтобы кто-то входил в трансформатор.

Контролируемые, воспроизводимые лабораторные исследования EPRI позволили получить представление о маневренности роботов, качестве изображения и видео, а также о способности достигать различных частей трансформатора.

Ключевые технические эксперты EPRI:

Эндрю Филлипс, Эрика Уиллис, Дэвид Куммер, Кевин Берент, Люк Ван дер Зел, Пурви Патель, Дрю Макгуайр
Для получения дополнительной информации обращайтесь по адресу [email protected].

Дополнительные ресурсы:

• Оценка новых технологий проверки роботов-трансформеров

Работа Крейга Дисковски/Edge Design

Инспекционные роботы EPRI переходят к следующему этапу

Робот для проверки линии электропередачи
Воздушные линии электропередачи являются одними из наиболее широко распространенных активов коммунальной отрасли. Только в США высоковольтные линии проходят более 150 000 миль, часто в отдаленных местах. Требования к надежности, старение компонентов, зазоры и соблюдение требований при проведении проверок на полосе отчуждения обуславливают необходимость проведения тщательных и своевременных проверок по всей длине этих линий. Такие всесторонние оценки обслуживающим персоналом, работающим на земле или в самолете, в настоящее время влекут за собой значительные расходы.

Чтобы расширить возможности инспекции и повысить экономическую эффективность, EPRI разрабатывает робота для инспекции линий электропередачи, который может быть постоянно установлен на этих линиях и пересекать 80 миль линии не менее двух раз в год, собирая точную информацию, которую коммунальные предприятия могут использовать. в режиме реального времени. По мере того, как робот ползет по линии электропередачи, он использует различные технологии проверки для выявления растительности с высокой степенью риска и нарушения полосы отвода, а также для оценки состояния компонентов.

После создания первоначальной концепции исследовательская группа EPRI усовершенствовала конструкцию и разработала прототип робота. Компания EPRI, получившая прозвище «Ti», провела серию испытаний прототипа в своей лаборатории в Леноксе, штат Массачусетс, и собирает данные, которые приведут к дальнейшему совершенствованию конструкции.

Особенности и функциональные возможности
Ti использует визуальные и инфракрасные камеры высокой четкости с расширенной обработкой изображений для проверки полосы отчуждения и состояния компонентов. Он сможет определять зазоры между проводниками, деревьями и другими объектами в полосе отвода. Камеры также смогут сравнивать текущие и прошлые изображения конкретных компонентов для выявления условий высокого риска или деградации. В качестве альтернативы камере робот может быть оснащен датчиком обнаружения света и определения дальности (LiDAR) для измерения положения проводника, растительности и близлежащих сооружений.

Ti будет передавать ключевую информацию обслуживающему персоналу, а глобальная система позиционирования точно определяет его местоположение и скорость. Другая система будет собирать данные с удаленных датчиков, установленных вдоль линии, а детектор электромагнитных помех будет определять место активности разряда, т. е. коронного разряда или дугового разряда. При обнаружении сбросов полевой персонал может проводить дальнейшие проверки с использованием дневных газоразрядных камер.

Робот, ползающий по проводникам, был разработан для работы с различными радиочастотными датчиками, разработанными EPRI, которые можно размещать вдоль линий электропередачи, чтобы в режиме реального времени оценивать такие компоненты, как изоляторы, проводники и компрессионные соединители. Эти датчики, скорее всего, будут развернуты в зонах воздействия окружающей среды или там, где были установлены определенные типы компонентов. Например, датчики молний будут установлены в районах с сильными молниями, датчики вибрации будут использоваться в районах с сильным ветром, а датчики тока утечки будут развернуты в прибрежных районах для обнаружения загрязнения солями.

Развернутые датчики будут непрерывно собирать данные, составлять гистограммы и определять максимальные значения. Данные будут передаваться на Ti , когда он находится в непосредственной близости, а затем будут переданы обслуживающему персоналу. Инспекционные роботы в сочетании с этими датчиками смогут предоставлять исчерпывающую, точную и полезную информацию для оптимизации обслуживания линии и повышения надежности передачи. В некоторых случаях покупка роботов для использования вместо ремонтных бригад может сместить расходы на эксплуатацию и техническое обслуживание на капитальные затраты, что позволит окупить инвестиции и амортизацию.

В полевых условиях робот линии передачи будет постоянно установлен на проводе экрана линии передачи. Он пересекает структуры и препятствия, например. маркерные шары, использующие обходные системы, постоянно установленные на линии передачи. Робот автоматически отключается от провода экрана и подключается к системе байпаса. Как только он обходит препятствие или конструкцию, он возвращается к экранирующему проводу. Эти байпасные системы могут быть установлены во время строительства или встроены в оборудование линии. Предполагается, что мобильность робота может быть повышена, чтобы устранить необходимость в обходных системах, что позволит использовать его на существующих линиях электропередачи.

Хотя Ti может быть постоянно установлен на длинных линиях электропередачи, при необходимости его можно переместить на другие линии электропередачи, или он может перемещаться с одной линии на другую, используя мост, установленный на близлежащих конструкциях.

Текущая версия робота предназначена для осмотра в среднем 12 конструкций и пролетов 765 кВ в день. Он способен двигаться со скоростью до пяти миль в час, если ему нужно быстрее добраться до участка линии, например, для проверки неисправности линии. Робот получает энергию за счет сбора энергии и сохраняет ее во встроенных батареях.

Этапы разработки роботов для линий электропередач
Этот исследовательский, опытно-конструкторский и демонстрационный проект начался в 2008 г. и должен быть реализован в полевых условиях в 2014 г.

Концепция — . Исходные требования к роботу разработаны на основе отраслевых знаний и отзывов коммунальных служб. Система байпаса, солнечные батареи, комплект датчиков и требования к электропитанию были ключевыми акцентами при разработке концепции.

Проект – Был выполнен детальный проект как робота, так и систем байпаса. Были разработаны детали мобильности, а также интегрированный пакет датчиков, управления и связи.

Демонстрация технологий – Были сконструированы, протестированы и доработаны демонстраторы технологий как систем байпаса, так и механических компонентов робота. Испытания проводились на внутренних коротких участках линии с установленными байпасными системами.

Полномасштабные лабораторные испытания – Был разработан испытательный цикл, в котором были смоделированы все проблемы, с которыми робот для демонстрации технологий столкнется на типичной линии 765 кВ (углы и наклон). Для каждой из задач были разработаны обходные системы, а затем доработаны и установлены. Затем робот был протестирован и оценен по мере того, как он сталкивался с каждой из проблем.

Удаленный радиочастотный датчик — Был разработан набор встроенных радиочастотных датчиков для постоянной оценки состояния компонентов и передачи данных на Ti , когда он находится в непосредственной близости. Разработаны датчики тока утечки, температуры проводника, вибрации, молнии и неисправностей, которые в настоящее время демонстрируются на 12 площадках.

Система байпаса – сердце технологии
Одной из задач при разработке робота было создание конструкции, которая позволяла бы ему перемещаться по экранированному проводу линий электропередачи и преодолевать конструкции или другие препятствия на пути его проверки. Ti использует байпасные системы, стационарно установленные на конструкции и вокруг объектов.

EPRI тестирует шесть систем, в которых будет использоваться дополнительный короткий отрезок экранирующего провода, с помощью которого робот сможет обходить конструкцию башни и другие препятствия без участия оператора, пока он движется к следующему участку линии. Они могут быть в дополнение к обычному линейному оборудованию или встроены в обычное линейное оборудование.

Для новых линий передачи стоимость дополнительного или модифицированного оборудования незначительна по сравнению с общей стоимостью линии передачи.

Разработка полигона
Чтобы проверить работу робота и систем байпаса, EPRI построила испытательную площадку в Леноксе, Массачусетс. Этот «контур» имитирует самые сложные ситуации, с которыми робот может столкнуться на экранирующем проводе линии электропередачи 765 кВ. Для тестовой петли был разработан ряд комбинаций углов и наклонов, а также различные конфигурации.

Обзор производительности робота Ti и выводы
Мобильность: Построена площадка для испытаний роботов и систем обхода, которые прошли ряд испытаний как в помещении, так и на петле. Робот для демонстрации технологий смог пройти все испытания цикла испытаний несколько раз без участия оператора. Были получены важные сведения, которые приведут к улучшению конструкции, и исследователи собрали данные об энергопотреблении и производительности батареи.

Комплект датчиков: Комплект из четырех удаленных радиочастотных датчиков, с которых робот будет собирать данные, проходит испытания на 12 объектах коммунального хозяйства с напряжением от 138 кВ до 345 кВ. Результатом этих испытаний станут новые усовершенствования и разработки робота. Первоначальные результаты испытаний датчика LiDAR показывают большие надежды. Ниже приведен пример изображения, созданного этим датчиком.

Цвета обозначают высоту над землей — LiDAR измерил расстояние от робота с помощью лазера
. затем со знанием места отрабатывает высоту целей над землей.

Разработана и в настоящее время внедряется детальная архитектура системы датчиков и управления. Он будет протестирован, а затем, наконец, интегрирован в самого робота.

Следующие шаги в разработке
Используя знания, полученные в ходе испытаний контуров, разрабатывается и внедряется следующее поколение роботов и систем обхода.

В 2011 году завершился третий этап успешных испытаний. Ряд новых функций и модификаций был протестирован на демонстраторе технологий, чтобы оценить их производительность и заложить основу для проектирования и разработки первого прототипа устройства. Ti обошел испытательный цикл в лаборатории EPRI в Леноксе, штат Массачусетс, более 200 раз подряд, что свидетельствует о долгосрочной осуществимости концепции. Кроме того, на испытательном полигоне было завершено первоначальное тестирование LiDAR и камеры высокого разрешения. Электронный блок и система управления для робота были разработаны в 2011 году и прошли стендовые испытания.

Нанят поставщик для коммерциализации линейного оборудования для систем отвода и байпаса. Ведутся работы по интеграции этого оборудования с их существующей линейкой продуктов.

По результатам испытаний спроектирован и строится первый опытный образец. Ожидается, что установка будет испытана в конце лета 2012 года.

EPRI работает с инженерами American Electric Power (AEP) над включением робота и систем байпаса в линию электропередачи 138 кВ, которая будет реконструирована в 2014 году.

Другой робот для осмотра изоляторов передачи
По мере того, как активы линий электропередачи стареют, коммунальные предприятия сталкиваются с проблемой, как решить проблему старения композитных и фарфоровых изоляторов. Важной частью процесса принятия решений является определение состояния текущего населения, находящегося в эксплуатации, чтобы можно было решить, следует ли продлить срок службы или заменить. Кроме того, для полевого персонала важно оценить состояние гирлянды изолятора перед выполнением работ на сооружении, даже если работа не связана с изоляторами. Проблема является более сложной для композитных изоляторов, где существуют ограниченные методы контроля в процессе эксплуатации.

Современные методы контроля изоляторов
Существующие и новые технологии контроля для оценки состояния изоляторов линий электропередачи часто требуют непосредственной близости или контакта с гирляндой изолятора. EPRI разрабатывает новую технологию проверки композитных изоляторов для оценки их электрической целостности, известную как Live Working NCI Tool. Нынешняя версия этой новой технологии требует использования стержня, как и применение технологий камеры с стержнем. При сверхвысоких уровнях напряжения это потенциально сложно из-за требуемой длины стержня и воздействия на оператора. Исследователи EPRI определили это как подходящее применение робототехники в качестве транспортного механизма для этих технологий проверки.

Роботизированное решение
В связи с этой потребностью EPRI инициировала разработку «Insulator Crawler». Этот робот будет включать в себя «детекторную технологию» NCI Live Working и видеокамеру в качестве полезной нагрузки. В 2010 году было завершено технико-экономическое обоснование и рабочий проект, а в 2011 году демонстратор технологии по прозвищу «Айк» был сконструирован и успешно дистанционно испытан на I-образных, V-образных и тупиковых обесточенных изоляторах. .

Камера и прототип EPRI Live Working NCI Tool, который оценивал целостность полимерных изоляторов, затем были интегрированы в Ike и проверено. Он показал очень многообещающие результаты с улучшенной воспроизводимостью по сравнению с измерениями, сделанными оператором с помощью горячего стержня. Несмотря на то, что предстоит пройти долгий путь в этом сложном направлении, проект показывает, что использование робототехники в будущем имеет значительные преимущества, включая более воспроизводимые измерения, решение эргономических проблем и повышение безопасности за счет возможности удаления персонала из ситуаций, находящихся под напряжением.

Характеристики и стоимость
Роботизированная технология изолятора может позволить реализовать существующие и новые технологии непосредственной близости, а также контактные технологии проверки изоляторов при сверхвысоком напряжении (СВН = сверхвысокое напряжение 345 кВ и выше). Это могло бы привести к гораздо лучшей оценке изолятора и позволить коммунальным предприятиям удалить оператора из непосредственной близости от проводников под напряжением, что приведет к повышению безопасности. Это также может помочь уменьшить физическую нагрузку на операторов, поскольку им не нужно будет использовать тяжелую длинную горячую палку, которая оказывает значительную нагрузку на оператора.

Следующие шаги в разработке
В 2012 году возможности робота Ike расширяются за счет внедрения улучшений в механике, автоматизации и управлении. Полноценное испытание в лабораторных условиях запланировано на конец года.

Недавно команда разработчиков провела лабораторные испытания новой версии робота линии передачи. Новый прототип робота основан на многочисленных уроках, извлеченных из оригинального демонстратора технологий, который более двух лет тестировался на открытом воздухе в Леноксе, тестере колес транспортной системы и в лаборатории. Робот-прототип имеет полностью интегрированную систему управления, связи и питания, а в его конструкцию полностью интегрированы различные сенсорные системы, включая LiDAR, видео высокой четкости, неподвижные изображения, инфракрасную камеру, детектор электромагнитных помех и метеостанцию. Аккумуляторная система теперь полностью интегрирована в конструкцию.

Коммерческим поставщиком был разработан новый набор аппаратного обеспечения для прототипов на основе их текущих продуктов. Новая механическая конструкция робота была разработана на основе того, что было изучено в ходе предыдущих испытаний, и учитывает эту новую аппаратную конструкцию линии. В октябре 2012 года запланирована новая серия испытаний робота и нового линейного оборудования на открытом воздухе.