Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Компоненты полноприводных трансмиссий некоторых марок автомобилей




Марка автомобиля Межколесный дифференциал Межосевой дифференциал Система подтормаживания колес
1 2 3 4
УАЗ Опель-Фронтера Ниссан-Патрол шестеренчатый     шестеренчатый РК -с шестер. дифф. и пониж. передачей,   кулачковая муфта     -
Субару ДжимниКрос Кантри шестеренчатый, кулачковые муфты на приводах пер. колес РК -с шестер. дифф. ипониж. передачей, вязкостная муфта   -
Мицубиси-Поджеро шестеренчатый – пер., зад. + кулачковая муфта-зад. РК -с шестер. дифф. ипониж. передачей, кулачковая муфта   -
Ауди- Кваттро Фольксваген-Гольф шестеренчатый РК -с шестер. дифф. Ипониж. передачей, кулачковая муфта подтормаживание пер. колес
1 2 3 4
Мерс.-Бенц ML Ленд-РоверДискавери шестеренчатый РК -с шестер. дифф. и пониж. передачей подтормаживание всех колес
Порше-Карера 4 шестеренчатый кулачковая муфта подтормаживание всех колес
Фольксваген-ГольфСинкроРено Сценик шестеренчатый кулачковая муфта подтормаживание пер. колес

 

Рис.7.2. Схемы полноприводных трансмиссий

Автомобилям повышенной проходимости требуются 4 ведущих колеса, чтобы иметь значительную тягу. Хорошая тяга означает оптимальное использование коэффи­циента трения колес, что достигается жесткой связью между осями. Легковым и спортивным автомобилям тоже нужна хоро­шая тяга, однако для них столь же важна возможность целена­правленного изменения крутящего момента в трансмиссии, что позволяет получить специфические ходовые качества, пол­ностью соответствующие вкусу покупателя. Но если автомо­биль с задним расположением двигателя переоборудовать на полный привод, то ему можно придать ходовые качества, ти­пичные для заднеприводных машин с передним расположени­ем двигателя.

Из соображений динамики движения, быстрого износа и с точ­ки зрения комфорта (значительные механические напряжения) от жесткого сквозного привода, как правило, отказываются. Вместо кулачковой муфты используют межосевые дифференци­алы или другие соответствующие устройства передачи крутяще­го момента, обеспечивающие необходимый баланс скоростей вращения. Тяга на скользком покрытии в большинстве случаев достигается целенаправленным торможением одного из ведущих колес. Заметим, что и для современного автомобиля с АБС полностью независимые друг от друга колеса являются наилуч­шим техническим решением.

Существуют системы постоянного и отключаемого полного приво­да. Собственно, различие заключается в способе связи между мос­тами автомобиля. Но оба этих конструктивных принципа имеют еще целый ряд отличительных признаков, причем с точки зрения тяги нет особой разницы в том, как именно подключается второй мост— механически или электрически, происходит ли это автома­тически или же речь идет о постоянном полном приводе. Гораздо важнее, как конструкция полного привода влияетна ходовые ка­чества. Поэтому, если крутящий момент передается не на два,а на четыре колеса, шины могут сильнее воспринимать силы бо­кового увода. А это означает, что повороты на сухом покры­тии можно проходить на боль­шей скорости и, следовательно, с большим резервом безопас­ности.

Полный привод приобрел попу­лярность благодаря наличию надежных, механически или электрически подключаемых систем, прежде всего, в конструкци­ях автомобилей повышенной проходимости (таких, как «OpelFrontera», «SuzukiSJ410», ВАЗ-2121 «LadaNiva», «NissanPatrolGR»). Второй (перед­ний) мост подключается при помощи кулачковой муфты только при необходимости. Так как нет жесткой межосевой блокировки, то у некоторых конструкций происходит автоматическое включение полного привода при достижении определенной скорости. Чтобы тяги двигателя хватало на движение по грунту (вне дорог), разда­точная коробка часто делается двухступенчатой. Для того чтобы снизить расход топлива при движении с одним ведущим мостом, приводы второго моста отсоединяются от колес вручную или при помощи механизмов свободного хода.

Из соображений комфорта, а также для того, чтобы использовать преимущества полного привода на сухом покрытии, в популярных сегодня спортивных внедорожниках – SUV и обычных легковых авто­мобилях используются системы постоянного полного привода. И опять есть две разновидности таких систем: в одной из них кру­тящий момент "по-настоящему" постоянно передается на оба мос­та через межосевой дифференциал с фиксированным передаточ­ным отношением. Так сделано на LandRoverDiscovery, PorscheCayenne, MercedesBenzE350 4-Matic, на снабженном самоблоки­рующимся дифференциалом TorsenAudi с продольно расположен­ным двигателем, а также на AlfaRomeoCrosswagonQ4. Межосевой дифференциал Torsen не выравнивает скорости вра­щения и почти не влияет на работу АБС. При увеличении разницы в скорости вращения осей система блокируется почти без пробук­совки посредством самоторможения двух косозубых шестерен (червячная передача).

Во втором варианте усилие передается на ось (мост), не имеющую не­посредственного привода, через вязкостную или дисковую муфту, или же через муфту Haldex. Все зависит от выбранного производителем способа управления: на BMWX3, HyundaiTucson и SubaruOutbackAutomat используется дисковая муфта с электронным управлением, на RatPanda 4x4 — вязкостная муфта, а на VolvoXC90 и VWGolf 4motion — муфта Haldex. Кстати, не меньшую роль в выборе играет и ситуация на дороге, и разница в скорости вращения осей.

У вязкостной муфты в одном корпусе располагаются диски (ламели), из ко­торых половина соединена с ведущей осью, а другая — с ведомым валом. Передача усилия осуществляется через силиконовое масло, которое допускает небольшую разницу в скоростях вращения, но при значительной разнице начинают действовать силы сопро­тивления. Вязкостная муфта может быть установлена параллельно дифференциалу и действовать, как его блокировка (как это сделано на заднем мосту Subaru), а может находиться между передним и задним мостом и служить для передачи усилия (FiatPanda). Недостатки: системой, работа которой зависит от температуры и вязкости масла, нельзя управлять точно. При любой разнице в скоростях вращения возникает определенная сила сопротивле­ния, которую необходимо преодолевать (например, усилие, возни­кающее при повороте). Следствием этого является увеличение расхода топлива на 3—10% в зависимости от местности, по кото­рой происходит движение.

Более сложны и дороги системы, в которых полный привод включается только тогда, когда одно из колес начинает буксовать. Потеря сцепления с дорогой может быть определена при помощи датчиков скорости вращения (АБС). Если имеются различия в ско­рости вращения, соответствующие более чем 20%-ной пробуксов­ке, то электронный блок управления подает сигнал на электричес­кое или гидравлическое включение муфты илиблокировки.

 

 

Рис. 7.3. Дисплей полноприводной трансмиссии

(на экране компьютера можно увидеть состояние всех систем ходовой части LandRoverDiscovery: передаточные отношения, ходы подвески, дорожный просвет и работу блокировки дифференциала)

Удобными и в силу этого достаточно распространенными являются многодисковые муфты с гидравлическим включением (муфта Haldex).

Они самосто­ятельно реагируют на малейшую разницу в скоростях вращения. В большинстве случаев входной вал муфты связан с карданным ва­лом. При повороте вала начинают вращаться роликовые подшипни­ки, приходят в действие поршни встроенного гидравлического насо­са и внешние диски. А вместе с выходным валом вращаются дисковый кулачок гидравлического насоса и внутренние диски. При ускорении входной вал вращается вместе с роликовым подшип­ником поршня вокруг еще неподвижного дискового кулачка выход­ного вала (см. рис.7.4).

С движением дискового кулачка вверх и вниз роликовый подшипник и передает эти движения поршню, что создает давление масла, которое рабочий поршень насоса передает на диски муфты. В зависимости от конструкции в системе может использоваться уп­равляемый электроникой исполнительный электродвигатель регу­лировочного вентиля, а также датчик температуры. В системе Haldex также используется многодисковая муфта с элек­тронным управлением. В ней давление, воздействующее на вра­щающуюся в масле многодисковую муфту, определяется различны­ми параметрами. Электронный блок управления обрабатывает информацию от колесных датчиков (АБС и противобуксовочной си­стемы ASR) точно так же, как и сигналы от двигателя (положение педали газа и число оборотов). Как утверждают производители этой системы, угла поворота в 45е достаточно для того, чтобы дав­ление поднялось до максимума. Эта муфта осуществляет бессту­пенчатую регулировку крутящего момента от нуля до максимально­го значения.

 

 

Рис. 7.4. Работа многодисковой муфты Haldex осуществляется варьированием многих параметров

Наряду с вязкостными, многодисковыми и Torsen-системами в на­стоящее время используют и целенаправленное торможение веду­щего колеса (электронная блокировка дифференциала — нем. EDS) — соответствующие датчики уже есть в АБС. У моделей с электронным управлением педали газа при необходимости мож­но одновременно снижать и крутящий момент двигателя. Выключатель стоп-сигнала сообщает электронике, что торможение происходит в ненормальном режиме. Если разница в скоростях вращения колес превзойдет определенную величину, то гидравли­ческий насос поднимет давление для торможения более быстро вращающегося колеса. Таким образом, колесо, безостановочно вращающееся, например, на льду, затормозится, а на колесо, со­хранившее сцепление с покрытием, будет передаваться большее усилие через дифференциал. На неровной поверхности (бездоро­жье) эта система достигает предела своих возможностей очень бы­стро, так как тормоза нагреваются слишком сильно.

На автомобилях AudiQuatro и BMW 525Xi применены принципиально различные схемы постоянного полного привода.

Во всех моделях Audiquattro с продольным расположением двигателя (A4, A6, Allroad, A8) используется одна и та же схема трансмиссии — постоянный полный привод с распределением крутящего момента между передними и задними колесами в пропорции 50:50. Межосевой дифференциал повышенного трения Torsen реагирует на разницу в сцепных свойствах передних и задних колес и способен распределять момент между ними в диапазоне от 25:75 до 75:25. Конструкция дифференциала такова, что он срабатывает практически мгновенно.

 

Рис. 7.5. Полный привод автомобилей AudiQuattro с межосевым дифференциалом повышенного трения Torsen

Система хDrive, которой оснащаются полноприводные автомобили BMW, работает по другой схеме — в нормальных условиях движения 100% крутящего момента подается к задним колесам. Передние подключаются посредством многодисковой муфты только в случае необходимости, и следит за этим заложенная производителем программа. При трогании с места муфта блокируется превентивно — чтобы обеспечить автомобилю лучшую стартовую динамику. Но если управляемые колеса повернуты и водитель нажимает педаль газа частично, то электроника понимает, что это режим парковки, и «распускает» муфту. В движении муфта все время меняет степень блокировки в соответствии с программой, которая учитывает скорость автомобиля, боковые ускорения, угол поворота руля и срабатывание системы стабилизации. Таким образом хDrive не только помогает реализовать тяговые возможности двигателя, но и активно влияет на управляемость.

 

 

Рис. 7.6. Полный привод автомобиля BMW 525Xi с фрикционной муфтой Haldex

 

AudiQ7 оснащен постоянным полным приводом с одноступенчатой раздаточной коробкой и свободными межколесными дифференциалами. При нормальных условиях межосевой дифференциал Torsen делит крутящий момент между передними и задними колесами в пропорции 40:60 — как на «горячих» автомобилях Audi RS4 и Audi S8. При пробуксовке на передние колеса может передаваться до 65% крутящего момента, а на задние — до 85%. «Механике» помогает система EDL, которая притормаживает буксующие колеса, имитируя работу самоблокирующихся межколесныхдифференциалов.
Кроме того, есть система контроля спуска с горы и система контроля устойчивости (RollStabilityProgram, RSP), которая при возникновении опасности опрокидывания выборочно подтормаживает колеса, не допуская опасного бокового крена.

Рис.7.7. Полноприводная трансмиссия автомобиля BMWX3 (отличается от трансмиссии   BMW 525X наличием цепного привода переднего моста, вместо шестеренчатого)

Полноприводная трансмиссия xDrive автомобиля BMWX3построена по «классической» схеме. Двигатель расположен продольно спереди, к нему пристыкована коробка передач, на «хвосте» которой висит раздаточная коробка с цепным отбором мощности. Подключением передних колес ведает сухая фрикционная муфта с рычажным механизмом управления. При трогании муфта блокируется, обеспечивая максимальную тягу на всех колесах. На скоростях свыше 20 км/ч электроника «играет» муфтой, постоянно изменяя подводимый к передним колесам крутящий момент. А на скорости свыше 180 км/ч муфта полностью размыкается — X3 становится заднеприводным автомобилем.

При динамичном прохождении поворотов xDrive работает в паре с системой стабилизации DSC и следит за тем, чтобы избыточный крутящий момент не вызвал преждевременного заноса или сноса машины. Например, при сносе система уменьшает момент на передней оси — вплоть до полного ее отключения. А при заносе муфта замыкается, увеличивая момент на передних колесах. Кроме того, электроника подтормаживает буксующие колеса, имитируя блокировку межколесных дифференциалов.

 

 

 

Рис. 7.8. Полноприводная трансмиссия с поперечно расположенным силовым агрегатом автомобиляLandRoverFreelander V6

Полноприводная трансмиссия с постоянным приводом на передние колеса и подключаемым через вискомуфту приводом на задние колеса. Система распределения тяговых усилий ЕТС играет роль электронной «блокировки» межколесных дифференциалов. Используя рабочую тормозную систему, ETC притормаживает буксующие колеса, позволяя реализовать больший крутящий момент на колесах с лучшим сцеплением.

 

 

Полноприводная трансмиссия автомобиля VolkswagenTouareg также, как и на автомобиле BMWX3, построена по классической схеме. Силовой агрегат расположен продольно спереди. К коробке передач пристыкована двухступенчатая раздаточная коробка (первая передача — прямая, вторая — понижающая). Межосевой конический дифференциал постоянно делит момент поровну между передними и задними колесами и блокируется с помощью многодисковой муфты — либо автоматически, либо принудительно при включенной понижающей передаче.Кроме того, за распределением момента следит электронная система EDL, которая притормаживает буксующие колеса. В качестве заказного оборудования предлагается блокируемый задний дифференциал.

Внизу показана конструкция полноприводной трансмиссии легкового автомобиля Mazda6 MPS с поперечным расположением силового агрегата.Привод задних колес осуществляется «трехсоставным» карданным валом с двумя промежуточными опорами. Это он снижает уровень вибраций и положительно влияет на пассивную безопасность. У Mazda6 MPS, по сравнения с автомобилемMazda6 повышена жесткость пружин (передних — на 25%, задних — на 37%) иамортизаторов, увеличен диаметр прутка стабилизаторов поперечной устойчивости (на 1 мм спереди и на 2 мм сзади)

 


Рис. 7.8. Привод задних колес легкового автомобиля Mazda6 MPSс «трехсоставным» карданным валом и двумя промежуточными опорами.

Фирма Aisin AW производиткомпактнуюшестиступенчатую коробку передач, выполненную (для снижения осевого габарита) по трехвальной схеме (такие же имеют некоторые автомобили Volkswagen и Mini). К ней прифланцован угловой редуктор отбора мощности для привода задних колес — PowerTake-Off.Но из-за близости выпускного коллектора и турбокомпрессора Отбор Мощности перегревается, и его пришлось снабдить собственной жидкостной системой охлаждения.

Рис. 7.9. Шестиступенчатая коробка передач Aisin AW с прифланцованным угловым редуктором отбора мощности для привода задних колес

ФирмаToyotaпроизводит муфту привода задних колес, которую устанавливают на многие автомобили Toyota, а такжеNissan X-Trail, и полноприводный универсал Mazda 6 2.3 AWD. Для автомобиля Mazda6 MPS несущую способность муфты усилили — с 700 Нм до 1300 Нм. Задний механический самоблокирующийся дифференциал типа Torsen (TochigiFuji) — такой же, как на купе Mazda RX-8.Муфта устроена просто — по сигналу компьютера мощный электромагнит поворачивает винтовую обойму и сжимает пакет «мокрых» фрикционов, работающих в масляной ванне, и муфта включается.

 

 

Рис. 7.10. Муфта привода задних колес фирмы Toyota с электромагнитом, сжимающим при включении фрикционные диски

На рис. 7.11 показана архитектура системы полного привода ActiveTorqueSplitAll-Wheel-Drive. На первый взгляд она кажется сложной. На самом деле все просто — компьютер анализирует данные датчиков и управляет муфтой привода задних колес, выбирая по ситуации одну из трех программ (Normal, Snow или Sport).

Рис. 7.11. Архитектура системы полного привода ActiveTorqueSplitAll-Wheel-Drive

Вопросы по теме лекции:

1. Трансмиссии полноприводных автомобилей, с автоматическим распределением подводимой к колесам мощности.

2. Работа автоматических многодисковых муфт (вязкостной, Haldex и др.)

3. Конструкция полноприводной трансмиссииxDrive автомобиля BMWX3.

4. Конструкция  привода задних колес фирмы Toyota с электромагнитной фрикционной муфтой.

5. Архитектура системы полного привода.

ЛЕКЦИЯ 8. Тема:Трансмиссии автомобилей с комбинированными энергоустановками

Основная проблема, которая давно стоит перед автопроизводителями, — это снижение токсичных выхлопов в атмосферу. Все ведущие фирмы, и Toyota в том числе, усиленно экспериментируют с экологически чистыми электромобилями, но их широкое распространение пока сдерживается отсутствием энергоемких, легких и недорогих аккумуляторных батарей.
Но есть и компромиссное решение, которое годится для переходного (от автомобилей к электромобилям) периода.

Это гибриды, то есть транспортные средства с двумя двигателями:

внутреннего сгорания и электрическим.
      Есть два принципа построения гибридных силовых установок: параллельный и последовательный. Параллельный привод отличается тем, что колеса приводятся и бензиновым двигателем, и электромотором. При этом сохраняется надобность в обычной трансмиссии, и двигателю приходится работать в неэкономичных разгонных режимах. А при последовательной схеме привода ДВС занимается лишь тем, что вращает генератор, работая в стационарном режиме, а колеса механически связаны

только с электромотором.

 

Рис. 8.1. Компоновка силового агрегата автомобиляToyotaPrius:
1— двигатель; 2 — маховик; 3 — генератор; 4 — планетарная передача; 5 — электромотор; 6— цепная передача к трансмиссии

Достоинства и недостатки обеих схем только начинают раскрываться, но первыми из серийных легковых гибридов появились параллельные — к примеру, экспериментальный «AudiDuo» и серийно выпускаемый с 1997 года «ToyotaPrius».

Автомобиль «ToyotaPrius» оснащен поперечно расположенным рядным четырехцилиндровым двигателем с рабочим объемом 1500 см3 и мощностью 78 л. с. и электродвигателем мощностью 50 кВт. Двигатель, как и все современные силовые агрегаты фирмы Toyota, с двумя распредвалами, четырьмя клапанами на цилиндр, с системой изменяемых фаз газораспределения VVT-i и электронным распределенным впрыском. Вдобавок у него очень высокая степень сжатия — 13,5 — и работает он по совершенно экзотическому циклу Аткинсона.

У этого параллельного гибрида вообще нет коробки передач, нет даже передачи заднего хода.

Колеса через дифференциал и простую понижающую пару шестерен жестко связаны с 30-киловаттным синхронным мотор-генератором переменного тока и одновременно с внешней шестерней обыкновенной планетарной передачи. Обойма шестерен-сателлитов (водило) напрямую соединена с коленвалом двигателя, а центральная (солнечная) шестерня — с отдельным генератором. Все это хозяйство, включая и обычный двигатель, управляется электронным контроллером.

 

 

 

Рис. 8.2. Кинематическая схема силовой установки:

1 – двигатель;2 – генератор; 3- электромотор;4 -солнечная шестерня (генератор;)
5 - водило (двигатель);6 –сателлиты;7 -планетарная шестерня (электромотор, колеса)

 

Работает этот силовой агрегат следующим образом.

Планетарная передача выполнена так, что делит крутящий момент бензинового двигателя в соотношении 30:70. Треть — генератору, а остальное — колесам. А генератор передает отобранную у двигателя энергию прямиком на электромотор и на колеса — плюс к тем 70 процентам, что направлялись туда напрямую. Вдобавок генератор может подзаряжать батарею из 40 никель-металлогидридных аккумуляторов.

В первый момент движения автомобиля к колесам подводится крутящий момент только от электродвигателя. Точно так же он двигается задним ходом. 

При достижении скорости 16 км/ч автоматически запускается двигатель внутреннего сгорания. Теперь крутящий момент от ДВС пошел на колеса и на генератор, а от него к электромотору и опять на колеса.

Как же так: ни сцепления, ни коробки передач нет, а двигатель во время движения то стоит, то набирает обороты? Дело в том, что хитро рассчитанная комбинация планетарной передачи, электромотора и генератора работает как бесступенчатая трансмиссия, как электромеханический вариатор. Собственно, для этого и понадобился отдельный генератор — иначе пришлось бы городить огород с "автоматом" или, по последней моде, с клиноременным вариатором. А это дополнительный вес и механические потери.

При резком разгоне (педаль в пол) гибрид, словно автомобиль с обычным "автоматом", через секунду-полторы поднимает обороты ДВС — и Prius с ростом оборотов мотора начал бодренько набирать скорость. В режиме малых и средних нагрузок автомобиль, частично или полностью используя только 78 л. с. двигателя. Просто треть его энергии переводилась в электричество и через электромотор снова суммировалась с основным потоком. А при интенсивном разгоне в помощь к бензиновому двигателю приходит энергия от батарей, и общая мощность силового агрегата (двигатель плюс свободная часть мощности электромотора) составляет 113 лошадиных сил.

В начале торможения (в режиме торможения двигателем) Prius начинает снижать скорость, при этом электромотор переключается в режим генератора и рекуперирует энергию — закачивает ее обратно в подсаженные во время старта и разгона батареи. При нажатии на тормозную педаль — электроника включает режим рекуперации на полную 30-киловаттную мощность, а оставшуюся долю энергии интенсивного торможения, все-таки пропадает зря, рассеиваясь в виде тепла от вентилируемых дисков обычной гидравлической тормозной системы.

Другим автомобилем снабженной гибридной силовой установкой  является автомобиль Lexus RX400hЮ, который как и ToyotaPrius носит фирменное название HybridSynergyDrive. Термин «синергия» означает совместное действие нескольких компонентов.

ToyotaPrius и Lexus RX400h имеют под капотом бензиновый мотор, электродвигатель, планетарную передачу — маленький блок шестерен вроде того, что используются в дифференциалах или «автоматах», — и еще один электромотор, который исполняет роль генератора. Не будь его, никакой синергии бы не получилось. А так комбинация «ДВС—электромотор—планетарная передача—генератор» позволяет не только подводит крутящий момент к колесам и вырабатывать электричество при торможении, но и работает как бесступенчатая трансмиссия. Поэтому ни Prius, ни Lexus RX400h не нуждаются в коробке передач.

 

 

 

 

Рис. 8.3. Компоновка гибридного автомобиля ToyotaPrius:

 под капотом — четырехцилиндровый двигатель в блоке с электромотором, генератором и трансмиссией, под полом багажника — батарея никель-металлгидридных аккумуляторов

 

 





Рис. 8.4. Компоновка автомобиля Lexus RX400h

 

Lexus RX400h на 200 кг тяжелее, чем исходный Lexus RX330. Помимо бензинового двигателя V6 (1), расположены электромеханическая трансмиссия (2) со встроенными электродвигателем и генератором (суммарная масса агрегата — 118 кг, лишь на 25 кг тяжелее пятиступенчатого «автомата») и блок преобразователей напряжения (4) массой 32 кг. Сзади — высоковольтная батарея (3) массой 70 кг и электропривод задних колес (5), который весит еще 40 кг. Но зато у бензинового двигателя за ненадобностью отсутствуют навесные агрегаты (стартер, генератор), а в трансмиссии нет карданного вала к задним колесам.

Сам двигатель работает не по экономичному циклу Аткинсона, как бензиновая «четверка» гибрида ToyotaPrius, а по обычному циклу Отто. Но пониженная степень сжатия и измененные характеристики управления позволили совместить достаточную литровую мощность (64 л.с./л) и низкую токсичность выхлопа — двигатель удовлетворяет нормам Euro 4, а выбросы окислов азота NOx практически равны нулю.

 

 

Рис. 8.5. Схема гибридной силовой установки HybridSynergyDrive

 

В ее основе лежит простая до гениальности идея (которая, впрочем, применялась в трансмиссиях погрузчиков) — передаточное отношение плавно и бесступенчато изменяется с помощью дифференциального механизма на основе единственной планетарной передачи. Передние (постоянно ведущие) колеса и тяговый электродвигатель соединены с коронной шестерней «планетарки», бензиновый двигатель — с водилом (блок шестерен-сателлитов), а генератор — с солнечной шестерней. Изменяя нагрузку генератора, электроника гибко регулирует обороты бензинового двигателя — например, для его запуска во время движения достаточно нагрузить генератор, причем на колеса поступает только 72% крутящего момента двигателя, а оставшиеся 28% получает генератор.

Автомобиль Lexus, по сравнению с Prius, имеет более совершенный агрегат следующего поколения: например, электродвигатель здесь более мощный и высокооборотный (12400 об/мин), что потребовало дополнительного понижающего редуктора — тоже планетарного.

Наряду с вышеописанными конструкциями гибридных установок фирмы Toyota (Lexus) серийно производит автомобили с гибридной установкой и японская фирма Honda – модель CivicHibrid.

 

Рис. 8.6.Передний силовой агрегат (ДВС не показан)

Рис. 8.7. Задний силовой агрегат

 

Европейцы, отставая от японцев на 15 лет в разработке гибридных силовых агрегатов, начинают активно наверстывать упущенное.

Концерны Daimler-Chrysler, BMW и GeneralMotors несколько лет назад учредили «гибридный» консорциум — и нынешней вес­ной объявили о создании первой предсерийной трансмиссии, позволяющей сочетать двигатель внутреннего сгорания (ДВС) и электротягу.

 

 

Рис. 8.8. Гибридная трансмиссия ECVT

 

Новый агрегат ECVT (ElectricContinuouslyVariableTrans­mission, «Электрический вариа­тор») по принципу действия боль­ше всего похож на привод HSD, HybridSynergyDrive фирмы Toyota.

Европейские инженеры шагну­ли дальше — и еще более услож­нили схему уникального тойотовского агрегата. В трансмиссии автомобилей ToyotaPrius или LexusRX400h бензиновый двига­тель, электромотор и генератор связаны с колесами обычной пла­нетарной передачей. Электрони­ка, гибко регулируя обороты элек­тромотора, генератора и ДВС, превращает такую систему в ва­риатор. А в трансмиссии ECVT не одна планетарная передача, а три — как и обычном гидромеха­ническом автомате. Фактиче­ски это и есть «автомат» но со встроенными электромотором, генератором и измененной кине­матической схемой.

Такая конструкция позволяет получить четыре «фиксированные передачи», в рамках которых электроника может плавно ме­нять передаточное отношение трансмиссии. Например, на вто­рой «передаче» (то есть комбинации включенных планетарных рядов) автомобиль может дви­гаться как в последовательном, так и параллельном «гибридном» режимах — то есть как с работа­ющим, так и с заглушённым ДВС. А первая «передача» включается при интенсивном разгоне или эф­фективном регенеративном тор­можении.

Первый образец гибридной трансмиссии ECVT предназначен для автомобилей классической компоновки — с продольным рас­положением двигателя и задним приводом. Не исключено и полно­приводное применение. Кроме того, компаньоны собираются спроектировать на тex же принци­пах агрегат для переднепривод­ных автомобилей с поперечным расположением двигателя.

 

Вопросы по теме лекции:

1. Принципы построения КЭУ.

2. Конструкциясилового агрегата автомобиляToyotaPrius.

3. Конструкция силового агрегата автомобиля Lexus.

4. Особенности конструкции гибридной трансмиссииECVT.

ЛЕКЦИЯ 9. Тема:Электронные системы шасси автотранспортных средств. Рулевые системы

Электроника, в том числе компьютерные и телекоммуникационные системы, стали применяться в автомобилях со второй половины прошлого столетия. Массовое внедрение электронных систем происходит начиная с 70-х годов вначале на легковых автомобилях высокого класса, автопоездах и автобусах, а в последнее время - на АТС всех категорий.

Вначале электронные устройства предназначались для оптимизации работы двигателей. Сейчас с помощью электронных устройств происходит управление впрыском, турбонаддувом, зажиганием, газораспределением и так далее. Успешное внедрение электроники в этом направлении обусловлено эффективностью улучшения экономических и эргономических показателей АТС.

Электроника, компьютеры и телекоммуникационные системы, применяемые в автотранспортном комплексе принято называть «интеллектуальными транспортными системами» ИТС.

Автомобиль, оборудованный электронными системами, направленными на повышение его безопасности, принято называть «транспортным средством повышенной безопасности» —ESV (EnhancedSafetyVehicle) или «прогрессивно безопасным транспортным средством» — ASV (AdvancedSafetyVehicle).

В целях последовательного и координированного внедрения ИТС в мировом масштабе реализуется Международная программа по «транспортным средствам ESV», осуществляемая на основании Меморандума о взаимопонимании, подписанного правительствами США, Франции, Германии, Италии, Великобритании, Японии и Швеции, к которому позднее присоединились Нидерланды, Канада, Австралия, Польша, а также Европейский Союз. Страны - участницы договорились совместно разрабатывать и внедрять передовые конструктивные решения в сфере безопасности автомобиля. Обсуждение разработок проводится на международных конференциях ESV, которые созываются каждые два года.

Сейчас можно считать вполне устоявшейся точкой зрения, что на систему ИТС можно возложить следующие функции, повышающие активную безопасность движения и простоту управления АТС:

1.Предупреждение заноса автомобиля при торможении и буксования при трогании с места (система АБС-ПБС).

2.Адаптация предельной скорости к условиям движения – кривизне траектории, состоянию дорожного покрытия.

3.Поддержание безопасной дистанции при движении в транспортном потоке.

4.Управление жесткостью подвески для передачи вертикальных нагрузок на колеса, которые нагружены наибольшей боковой силой в процессе поворота.

5.Корректировка направления прямолинейного движения.

6.Удержание автомобиля в пределах полосы.

7.Автоматическое экстренное торможение. 

8.Информация сзади идущего автомобиля об экстренном торможении.

9.Система предотвращения боковых столкновений.

10.Снижение усилия на рулевом колесе пропорционально сопротивлению колес повороту.

11.Регулирование кинематического передаточного числа рулевого управления в функции скорости движения.

12.Предупреждение «сна за рулем».

13.Автоматическая парковка автомобиля в стесненном пространстве.

14.Система обнаружения предметов при движении в ночное время.

15.Система обнаружения предметов при движении задним ходом.

16.Управление поворотом задних поворотных колес автомобиля    4 SW.










Последнее изменение этой страницы: 2018-06-01; просмотров: 563.

stydopedya.ru не претендует на авторское право материалов, которые вылажены, но предоставляет бесплатный доступ к ним. В случае нарушения авторского права или персональных данных напишите сюда...