Системы полного привода - краткая теория
Электронная система управления раздаточной коробкой (EST)
- Что внутри раздаточной коробки.
- Screenshot_21.jpg (212.51 КБ) 136 просмотров
Электронная система управления раздаточной коробкой EST является частью системы подключаемого полного привода, которая входит в состав стандартного оборудования на всех моделях и всех комплектациях и позволяет водителю переключаться на ходу с режима полного привода на привод на два колеса и наоборот до скорости в 80 км/ч. Эта система управления трансмиссией позволяет водителю переходить с режима полного привода на привод на два колеса и наоборот при движении по прямой при скорости до 80 км/ч. Используя все возможности этой системы управления трансмиссией, водитель может выбрать следующие режимы работы раздаточной коробки:
2 HI: привод на два колеса на высшей передаче;
4 HI: привод на четыре колеса на высшей передаче;
4 LO: привод на четыре колеса на низшей передаче.
Система EST состоит из следующих (основных) элементов:
электронный блок управления (ЭБУ);
выключатель полного привода;
контрольная лампа включения полного привода;
раздаточная коробка с сервоприводом;
передний дифференциал свободного хода;
электродвигатель пневмонасоса.
Блок управления полным приводом обеспечивает его включение и выключение. Включение режимов «4H» и «4L» производится вручную выключателем полного привода.
Система управления EST
- Система управления EST
- Screenshot_22.jpg (263 КБ) 133 просмотра
Входные сигналы поступают с переключателя режимов EST, который позволяет выбрать желаемый режим. Сигнал нейтрального положения автоматической коробки передач или сигнал положения педали сцепления для определения нейтрального положения коробки передач при выборе режима «4L». Этот сигнал необходим для переключения в режим «4L». Датчик скорости определяет скорость автомобиля, данный сигнал используется для подтверждения возможности переключения (например, для разрешения выбора режима «4L»). Сигнал датчика положения электродвигателя служит для определения текущего положения электродвигателя переключения передач (и, следовательно, вилки механизма переключения передач). Этот сигнал требуется для остановки электродвигателя переключения передач в нужном положении для включения выбранного режима и определения неполного переключения передач. Выходные сигналы подаются на электродвигатель переключения передач, электромагнитную муфту, электродвигатель привода пневмонасоса переднего дифференциала свободного хода, контрольные лампы и диагностический разъем. Система управления позволяет выбрать следующие режимы.
Режим «2H»
Переключение в режим «2H» может быть произведено в движении, это называется «переключение на ходу».
Режим «4H»
Режим полного привода на высшей передаче можно включить на ходу при скорости до 80 км/ч. Если передачи в раздаточной коробке переключены, включается система отключения межосевого дифференциала и подключается передний мост, т. о. включается полный привод и загорается соответствующая контрольная лампа. Работа переднего дифференциала свободного хода будет рассмотрена позднее.
Режим «4L»
Режим «4L» выбирается, когда автомобиль медленно движется (со скоростью 3 км/ч или менее). После включения режима «4L» загорается соответствующая контрольная лампа.
Для включения и выключения режима полного привода блок управления должен выполнить следующие операции: переключение передней выходной шестерни раздаточной коробки (для отсоединения или соединения этой шестерни с передним карданным валом при помо¬щи электродвигателя). В холодную погоду или при высокой скорости включение раздаточ¬ной коробки может быть затруднено. Когда это распознается блоком управления полного привода, система предпринимает две дополнительные попытки переключения раздаточной коробки. Если повторные попытки также безрезультатны, блок управления полного привода оповещает об этом водителя посредством контрольных ламп. При неисправности загора¬ются постоянным светом обе контрольные лампы, и система EST отключается. После устранения неисправности контрольные лампы гаснут при включении зажигания.
Электродвигатель переключения передач
- Электродвигатель переключения передач
- Screenshot_23.jpg (234.59 КБ) 132 просмотра
В обеих системах, EST и TOD, электродвигатель переключения передач устанавливается на раздаточной коробке. Для переключения в обоих направлениях полярность выводов питания может меняться блоком управления. Кроме того, электродвигатель переключения передач имеет датчик положения, который отслеживает процесс переключения и положение электродвигателя. Основными деталями электродвигателя являются контактный диск, установленный сзади червячного колеса электродвигателя переключения передач, и ползуны для контакта с этим диском. Такая конструкция позволяет электронному блоку управления определять положение двигателя по сигналу напряжения на отдельных контактах. Ниже приведена таблица состояния контактов в зависимости от положения электродвигателя. Высокие и низкие показатели каждой линии зависят от положения контактного диска (положения электродвигателя). Общий обратный провод заземляется только при кратковременном включении электродвигателя (на 7 секунд) для определения переключения передач. Если переключение не выполнено, при включенном полном при-воде загорается контрольная лампа «4H» или «4L». Лампа гаснет, если выбран режим привода на два колеса. Если переключение не произведено, попытка повторяется. Если она снова не удалась, выдается код неисправности и система отключается. Для оповещения водителя об этом загорается мигающим светом контрольная лампа включения полного привода. (Дополнительная информация: состояние системы переднего дифференциала свободного хода не оценивается датчиком.) Обратите внимание на то, что электродвигатели переключения передач систем EST и TOD различны и невзаимозаменяемые, несмотря на то, что по внешнему виду они одинаковы.
Раздаточная коробка с электронным управлением
- Схема раздаточной коробки передач.
- Screenshot_24.jpg (306.64 КБ) 130 просмотров
На рисунке показана раздаточная коробка системы EST. В ней установлены две вилки переключения передач. Вилка с правой стороны соединяет и разъединяет блок полного привода, вилка с левой стороны служит для переключения низшей и высшей передач. Обе вилки приводятся в действие электродвигателем по сигналу от блока управления. В электродвигатель встроен датчик положения для определения положения двигателя. Муфта, которую можно видеть с правой стороны, запитывается на короткое время при переходе из режима с приводом на два колеса в полноприводный режим, обеспечивая надежность и плавность перемещения вилки переключения передач. Когда вилка сдвигается вправо, она соединяет звездочку зубчатой цепи с валом привода заднего моста, разделяя крутящий момент в соотношении 50:50 между задним и передним мостами. Если водителю необходим больший крутящий момент, он может задействовать понижающую планетарную передачу, для включения которой необходимо остановить автомобиль и выбрать выключателем режим «4L». Затем электродвигатель переключения передач перемещает вилку переключения высшей и низшей передач и включает планетарную передачу. При этом скорость движения снижается, а крутящий момент увеличивается на коэффициент 2,48. Используя возможности такой трансмиссии, водитель может выбрать следующие режимы: «2 HI»: привод на два колеса, включена высшая передача; «4 HI»: привод на четыре колеса, включена высшая передача; «4 LO»: привод на четыре колеса, включена низшая передача.
Электронная система управления раздаточной коробкой (EST) Передний дифференциал свободного хода
- Электронная система управления раздаточной коробкой (EST) Передний дифференциал свободного хода
- Screenshot_25.jpg (236.25 КБ) 129 просмотров
Система SOTF (переключение на ходу) модели Sorento с передним дифференциалом свободного хода. На предыдущую полноприводную модель KIA Sportage устанавливалась система переключения на ходу двух типов: до 1999 модельного года применялась система со ступицами подключения привода колес с кулачковой муфтой, впоследствии стала использоваться система со ступицами подключения привода колес с пневмоприводом.
Система с пневмоприводом более совершенна, чем с кулачковыми муфтами. Ее недо-статком является возможная утечка воздуха из ступицы.
Дифференциал свободного хода установлен на переднем мосту. При выборе режима полного привода включается электродвигатель пневмонасоса, приводя в действие кулач-ковую муфту, которая соединяет передний карданный вал с валами привода передних колес. Если водитель выбирает привод на два колеса на ходу, кулачковая муфта выключается, разъединяя карданный вал и валы привода колес.
Подключение переднего дифференциала свободного хода
- Подключение переднего дифференциала свободного хода
- Screenshot_26.jpg (231.53 КБ) 128 просмотров
При выборе режима «4H» или «4L» ось сателлитов соединяется с кулачковой муфтой, закрепленной на картере дифференциала, и передний дифференциал свободного хода работает как обычный дифференциал. Воздух под давлением, создаваемым пневмонасосом переднего дифференциала свободного хода, воздействует на привод кулачковой муфты. Электродвигатель включается по сигналу ЭБУ EST в режимах «4H» или «4L». В режиме «2H» электродвигатель пневмонасоса переднего дифференциала свободного хода не включается. Кулачковая муфта переднего дифференциала свободного хода не задействована. В этих условиях ось сателлитов не зафиксирована на картере дифференциала и свободно вращается. Таким образом, связь передней оси, подключенной полу-осевыми шестернями переднего дифференциала свободного хода, и переднего карданного вала со шлицевым соединением с картером дифференциала свободного хода разрывается.
- Когда водитель выбирает режим «4H», на электродвигатель пневмонасоса подается напряжение питания.
- В этот момент передний карданный вал начинает вращаться, и разница скорости вращения коробки и картера дифференциала отсутствует.
- Пневмонасос нагнетает давление воздуха.
- Под действием давления кулачковая шайба смещается, и кулачковая муфта соединяется с коробкой дифференциала, обеспечивая включение полного привода.
- Если водитель выбирает режим «2H», поток мощности разрывается в раздаточной коробке, и подача напряжения на электродвигатель пневмонасоса прекращается.
- Кулачковая шайба под действием возвратной пружины перемещается в первоначальное положение, и соединение с коробкой дифференциала в режиме привода на два колеса разрывается.
Поток мощности при приводе на два колеса
- Поток мощности при приводе на два колеса
- Screenshot_27.jpg (195.93 КБ) 122 просмотра
Вакуумная система, используемая для подключения и отключения передней оси, состоит из следующих элементов. Два вакуумных клапана используются для управления пневмоприводом. Эти вакуумные клапаны нельзя отличить по цвету. Назначение вакуумных электромагнитных клапанов разное. Один клапан закрыт в исходном положении, другой — открыт. Когда зажигание включено и выбран режим привода на два колеса, на оба клапана подается напряжение питания. Таким образом, разрежение подается в камеру, расположенную сбоку дифференциала, а атмосферное давление подводится в другую камеру. При этом вилка переключения режимов перемещается в положение выключения. Когда выбран режим полного привода, на оба электромагнитных клапана питание не подается. Направление подвода разрежения и атмосферного давления меняется на противоположное под действием привода, и вилка перемещается, подключая переднюю ось. При включении полного привода загорается контрольная лампа. При присоединении шлангов не перепутайте их местами, чтобы не допустить подключения переднего дифференциала свободного хода в режиме привода на два колеса и его отключения в режиме полного привода из-за отсутствия разрежения. Следовательно, в этих условиях полный привод работать не будет. Если вакуумные шланги или колодки проводов перепутаны местами, код неисправности не выводится.
Поток мощности при полном приводе
- Поток мощности при полном приводе
- Screenshot_28.jpg (211.15 КБ) 121 просмотр
Когда водитель включает полный привод, блок управления получает сигнал заземления (4WD), в результате вилка переключения режимов перемещается электродвигателем и соединяет выходной вал со звездочкой зубчатой цепи или цепью. Также включается передний дифференциал свободного хода, подключая передний мост, с тем чтобы движущая сила равномерно передавалась на задний и передний мосты в соотношении 50:50.
Поток мощности при полном приводе и включенной понижающей передаче
- Поток мощности при полном приводе и включенной понижающей передаче
- Screenshot_29.jpg (199.48 КБ) 120 просмотров
Если водитель включает низшую передачу при полном приводе, блок управления получает сигнал заземления (4WD LOW). Примечание: для включения низшей передачи при полном приводе автомобиль следует полностью остановить, поскольку для соединения выхода планетарной передачи с выходным валом не используется синхронизатор. Принцип работы почти такой же, как и при полном приводе с включенной высшей передачей, но при этом планетарная передача включается второй вилкой переключения, передаточное число понижается и крутящий момент на колесах возрастает.
Система TOD
- Система TOD
- Screenshot_30.jpg (208.82 КБ) 119 просмотров
Система «torque on demand» (крутящий момент по требованию) или иногда ATT — система активной передачи крутящего момента (Active Torque Transfer) передает при помощи электроники мощность и крутящий момент с заднего моста на передний, улучшая проходимость силу тяги во внедорожных условиях, маневренность и точность управления. Система TOD — тип системы постоянного полного привода. Ее полное название — «Torque on demand» (крутящий момент по требованию). TOD — торговая марка компании Borg Warner в США. Полный привод по требованию: система полного привода, передающая большую часть времени мощность только на задние колеса на заднеприводном автомобиле или на передние колеса на переднеприводном автомобиле. Раздаточная коробка или подобный агрегат, передает мощность на другую пару колес, когда ведущие колеса начинают пробуксовывать. На рисунке показано основное отличие в распределении крутящего момента при включении полного привода между системами EST и TOD: в системе EST крутящий момент распределяется в соотношении 50:50, в системе TOD распределение переменное и управляется блоком управления в зависимости от входных сигналов. В основном крутящий момент разделяется в соотношении 0:100 (при переднем приводе) при движении автомобиля с низкой или средней скоростью. Если задние колеса начинают буксовать, оптимальное количество крутящего момента перебрасывается на передние колеса для устойчивости движения. Диапазон распределения крутящего момента варьируется от 0:100 до 50:50. Это означает, что максимальный крутящий момент на передних колесах не может быть выше, чем на задних, независимо от дорожных условий или состояния автомобиля.