Системы полного привода - краткая теория

Сообщение

Обзор электронной системы управления крутящим моментом (ITM)

: Схема электронной системы управления крутящего момента автомобиля.; Screenshot_9.jpg (258.55 КБ) 6220 просмотров

Интерактивное (или интеллектуальное) управление крутящим моментом — торговая марка компании Borg Warner, используемая в настоящее время только на модели Sportage. Система ITM обеспечивает полной контроль над характеристиками передачи крутящего момента и очень быстрое автоматическое включение и выключение системы полного при-вода. Эта система обеспечивает оптимальные эксплуатационные качества и безопасность в любых условиях движения, а также улучшает при необходимости силу тяги автомобиля и динамику при разгоне и замедлении. Поскольку полный привод используется только при необходимости, то нет скручивания при прохождении крутого поворота или парковке. Трансмиссия полного привода состоит из меньшего количества деталей по сравнению с другими системами, что обеспечивает уменьшение массы и снижение расхода топлива. Регулируемое управление крутящим моментом позволяет переходить со 100% при переднем приводе на соотношение 50:50 между передней и задней осями. Муфта находится в постоянной связи с другими системами безопасности (например ABS) для повышения безопасности автомобиля. Например: при включении ABS полный привод отключается, и ABS самостоятельно управляет тормозными механизмами передних и задних осей для лучшей устойчивости автомобиля.
Система выполнена на базе переднего привода и состоит из следующих основных эле-ментов: раздаточная коробка, карданный вал, муфта ITM с электронным управлением и задний дифференциал (механические элементы), блок управления, выключатель блокировки полного привода, датчик положения дроссельной заслонки, датчики скорости вращения колес, датчик угла поворота рулевого колеса, контрольная лампа блокировки полного привода и контрольная лампа неисправности (электрические элементы). При включении блокировки дифференциала (возможно только до определенной скорости) муфта полностью включается, и автомобиль переходит в режим полного привода (с передачей крутящего момента между осями в соотношении 50:50), при этом загорается контрольная лампа блокировки полного привода. Поскольку в данной системе нет межосевого дифференциала, то в этом случае при прохождении крутых поворотов будет возникать эффект скручивания. В обычном режиме (блокировка отключена) распределение крутящего момента между осями осуществляется на основе сигналов датчика положения дроссельной заслонки, датчиков скорости вращения колеса и датчика угла поворота рулевого колеса. Поскольку полный привод включается только при необходимости (в основном, при обнаружении пробуксовки колеса), расход топлива снижается по сравнению с обычным полноприводным автомобилем. О неисправности в системе водителя информирует контрольная лампа неисправности.

Сообщение

Устройство раздаточной коробки

: Схемы устройства раздаточной коробки в составе автомобиля.; Screenshot_10.jpg (235.86 КБ) 6217 просмотров

Раздаточная коробка модели KM состоит из входного вала, соединенного сальниками с выходным валом переднего дифференциала, и блока шестерен для передачи крутящего момента на карданный вал. Входной вал полый для того, чтобы вал привода правого переднего колеса мог проходить сквозь него и соединяться с передним дифференциалом. Зубчатая передача служит для изменения скорости вращения входного вала до скорости, требуемой на задней оси, и изменения направления выхода крутящего момента к кардан-ному валу. Зубчатая передача состоит из двух обычных шестерен, коронной шестерни и конической шестерни. При включенной муфте ITM мощность передается через зубчатую передачу, карданный вал, включенную муфту ITM на задний дифференциал и на задние колеса. Если муфта ITM не включена, шестерни в раздаточной коробке и карданный вал свободно вращаются, и приводятся в движение только передние колеса.

Сообщение

Муфта электронной системы управления крутящим моментом (ITM)

: Схема муфты электронной системы управления крутящим моментом.; Screenshot_11.jpg (251.27 КБ) 6541 просмотр

Основным элементом системы является муфта ITM (помимо электронного блока управления). Основные детали муфты: корпус и подшипники, обмотка возбуждения муфты, ведущее сцепление, рабочий кулачок, стальные шарики и ведомое сцепление. Оба сцепления — многодисковые муфты. Ведущее сцепление используется для создания давления на ведомом сцеплении через рабочий кулачок. Подробный принцип работы рассмотрен на следующей странице.

Сообщение

Работа муфты

: Схема работы муфты электронной системы управления крутящим моментом.; Screenshot_12.jpg (204.74 КБ) 6540 просмотров

Входной вал муфты ITM соединен с ее корпусом. При подаче напряжения на электро-магнитную муфту якорь притягивается к электромагнитной муфте. Якорь прижимает ведущие (или регулирующие) диски сцепления к корпусу муфты, таким образом соединяя ведущее сцепление с входным валом. Из-за различия в скорости между основным и рабочим кулачками стальные шарики между основным и рабочим кулачками перемещаются вверх по шариковой рампе. Поэтому рабочий кулачок толкается в сторону пакета ведомого сцепления, который соединяет корпус муфты (входной вал) с выходным валом. Сила, приложенная к ведомому сцеплению, зависит от давления стальных шариков. Давление стальных шариков зависит от того, насколько далеко они поднялись по рампе, что в свою очередь зависит от напряженности поля электромагнитной муфты. Напряженность поля электромагнитной муфты регулируется блоком интерактивного управления крутящим моментом (ITMCM) путем подачи управляющих сигналов. В зависимости от степени проскальзывания передних колес ЭБУ ITM выдает управляющий сигнал для создания требуемого давления посредством шариковой рампы. Управление ведомым сцеплением и крутящим моментом на задней оси происходит путем подачи переменной нагрузки на обмотку возбуждения, и перераспределение момента может изменяться от 100% на передней оси и 0% на задней до соотношения 50:50 между передней и задней.

Сообщение

Схема управления

: Алгоритм управления муфтой крутящего момента.; Screenshot_13.jpg (318.26 КБ) 6539 просмотров

Блок управления ITM изменяет силу тока, идущего к электромагнитной муфте, для получения нужного распределения крутящего момента на заднюю ось. Верхняя форма сигнала отображает условие, при котором некоторое количество крутящего момента перебрасывается на заднюю ось, нижняя — соотношение распределения крутящего момента 50:50. Помимо управления открытием дроссельной заслонкой и пробуксовки колеса при управлении учитываются и другие факторы, приведенные в таблице. Например, даже если включена межосевая блокировка, подача управляющих сигналов может прекращаться при работе ABS. Основных режима движения три. Нормальный режим движения с постоянной скоростью: почти моноприводный режим. Режим полного привода с интерактивным управлением, с изменением распределения крутящего момента до соотношения 50:50 путем подачи управляющего сигнала в виде выходного тока на электромагнитную муфту. Распределение крутящего момента (режим полного привода) изменяется в зависимости от условий движения, например при резком трогании с места, повороте на поверхности с низ-ким коэффициентом трения. Блокировка полного привода: движение в режиме полного привода с распределением крутящего момента в соотношении 50:50.

Сообщение

Блокировка полного привода

: Как отключить полный привод; Screenshot_14.jpg (284.01 КБ) 6533 просмотра

Водитель может заблокировать полный привод выключателем блокировки. При этом передача крутящего момента на переднюю и заднюю оси фиксируется в соотношении 50:50. Блокировка может быть использована при скорости не выше 35 км/ч. Если скорость больше, система возвращается в нормальный режим работы, и блокировка может снова быть задействована при необходимости. Если выключатель находится в положении включения блокировки, то после того как скорость автомобиля станет ниже 35 км/ч, система снова включает блокировку. Для модели Sportage: в зависимости от модели и комплектации могут быть установлены панели с двумя выключателем TCS или ESP. При включении блокировки полного привода загорается соответствующая контрольная лампа. Примечание: данный режим предназначен только для движения по снегу, грязи или по скользкой дороге. Использование этого режима на сухих дорогах может привести к повышенному износу шин и увеличению радиуса поворота.

Сообщение

Система управления

: Структурная схема управления полным приводом автомобиля.; Screenshot_15.jpg (232.59 КБ) 6532 просмотра

Все описанные режимы управляются блоком интерактивного управления крутящим моментом. Блок обрабатывает входные сигналы и вырабатывает выходные сигналы. В блок интерактивного управления крутящим моментом поступают следующие сигналы (в зависимости от автомобиля, частично через шину CAN bus). Сигнал торможения или сигнал включения ABS: в режиме полного привода все колеса механически соединены, поэтому заблокированное колесо влияет на все остальные колеса, затрудняя управление автомобилем при торможении. Поэтому если ABS включена, то полный привод отключен. Входной крутящий момент определяется на основе сигнала датчика положения дроссельной заслонки и позволяет правильно выбрать распределение крутящего момента (путем подачи управляющих сигналов на электромагнитную муфту). Прохождение поворотов определяется на основе датчика поворота рулевого колеса, чтобы избежать скручивания транс-миссии в повороте. Сигнал скорости автомобиля и значение разницы скоростей вращения колес (передних и задних) поступают от датчиков скорости вращения колес для определения проскальзывания колес и управления соответствующим образом распределением крутящего момента. Все эти сигналы используются для управления электромагнитной муфтой и распределения крутящего момента между осями. Управляющий сигнал на электромагнитную муфту является основным выходным сигналом. Другие выходные сигналы, кроме сигналов на электромагнитную муфту, — это сигнал включения лампы включенной межосевой блокировки, сигнальной лампы неисправности системы полного привода и сигнал диагностики.

Сообщение

Датчик положения педали акселератора / датчик положения дроссельной заслонки

: Как работает электронная педаль газа.; Screenshot_16.jpg (134.06 КБ) 6531 просмотр

Одним из основных входных сигналов для блока управления ITM является сигнал датчика положения дроссельной заслонки или датчика положения педали акселератора, исходя из которого рассчитывается входной крутящий момент. Использование датчика положения дроссельной заслонки или датчика положения педали акселератора зависит от конкретного автомобиля, например от того, бензиновым или дизельным двигателем он оснащен. В качестве примеров показаны две основные конструкции и формы сигналов. Информацию об используемой системе или форме сигнала см. в Руководстве по ремонту. Дополнительную информацию о датчике положения дроссельной заслонки или датчике положения педали акселератора см. в разделе о системе управления двигателем.