УСТОЙЧИВОСТЬ, УПРАВЛЯЕМОСТЬ И ДВИЖЕНИЕ НА ПОВОРОТЕ — КиберПедия
1. При движении на повороте не рекомендуется:
• Выключать сцепление
• Переключать передачи
• Тормозить.
2. Движение с выключенной передачей или сцеплением (движение накатом) снижает устойчивость и управляемость ТС.
3. При движении на повороте возникает центробежная сила, которая действует на ТС от центра поворота
( ).
4. ЦЕНТРОБЕЖНАЯ СИЛА ВОЗРАСТАЕТ:
• С увеличением скорости.
• С уменьшением радиуса поворота.
5. ЦЕНТРОБЕЖНАЯ СИЛА СНИЖАЕТСЯ:
• Со снижением скорости.
• С увеличением радиуса поворота.
6. При движении с высокой скоростью более устойчив и управляем переднеприводной автомобиль.
7. При движении на подъёме, спуске, повороте и косогоре устойчивость ТС возрастает, если центр тяжести находится как можно ниже и наоборот.
8. Смещение центра тяжести вверх при загрузке грузового автомобиля снижает его устойчивость против опрокидывания.
9. Наименее устойчив при движении на повороте легковой автомобиль без пассажиров, но с грузом на верхнем багажнике.
10. Наиболее устойчива к опрокидыванию при движении полная цистерна, по сравнению заполненной на 75% или на 50%.
11. Более устойчив против опрокидывания незагруженный (порожний) автомобиль.
12. Если поворот оказался более крутым, чем предполагалось, необходимо снизить скорость движения.
ШИНЫ И ДОРОГА
1. Коэффициент сцепления шин с дорогой (сила сцепления) зависит от:
— от вида и состояния шин;
— от давления воздуха в шинах;
— от скорости движения;
— от состояния дорожного покрытия.
2.Наиболее безопасно по своим сцепным свойствам чистое, сухое асфальто или цементобетонное покрытие. На такой дороге наибольший коэффициент сцепления.
3. Наименьшее значение коэффициент сцепления имеет на льду.
4. При увеличении скорости движения коэффициент сцепления (сила сцепления) шин с дорогой уменьшается.
5. Более опасен для движения участок дороги со свежеуложенным асфальтобетонным покрытием.
6. При пониженном давлении воздуха в шине возможно соскакивание шины с колеса.
БЕЗОПАСНОСТЬ ДВИЖЕНИЯ
1. Что является характерным признаком прокола передней шины автомобиля?
Появление нарастающего увода автомобиля в сторону проколотой шины.
2. Какое из перечисленных действий недопустимо при заносе задней оси автомобиля вправо?
Нажатие на педаль сцепления.
3. Что лучше предпринять водителю при боковом заносе прицепа к легковому автомобилю?
Плавно увеличить скорость .
4. Куда рекомендуется смотреть водителю во время сближения автомобилей ночью, если на встречном автомобиле включен дальний свет фар?
Чуть вбок в сторону правой обочины.
5.Что должен предпринять водитель для прекращения слепящего действия света фар автомобиля, следующего сзади?
Изменить положение зеркала заднего вида.
6. Как изменяется величина силы сцепления шин с дорогой при увеличении скорости движения?
Уменьшается.
7. Чем характеризуется эффективность торможения?
Длиной тормозного пути.
8. Как влияет блокировка колес (торможение на “юз”) на величину тормозного пути автомобиля на влажном покрытии?
Тормозной путь увеличивается.
9. Чем может быть вызвано боковое скольжение автомобиля (боковой занос) на скользком покрытии?
Всем перечисленным.
10. При каком скоростном режиме обеспечиваются наиболее безопасные условия движения?
При движении со скоростью равной скорости транспортного потока.
11. Какие действия водителя будут правильными, если при торможении на скользком покрытии ведущую ось заднеприводного автомобиля начало сильно заносить вправо?
Повернуть рулевое колесо вправо.
12. Какие технические неисправности не влияют на возникновение заноса и опрокидывание
автомобиля при его торможении?
Нарушение углов установки (развала) передних колес на 1 градус.
13 Как влияет алкоголь на время реакции водителя?
Время реакции увеличивается.
14. Смещается ли прицеп автопоезда при движении на повороте?
Почему опасно ездить зимой на «нейтралке»
Свежий номер
РГ-Неделя
Родина
Тематические приложения
Союз
Свежий номер
Рубрика:
Легковые авто
28.11.2020 10:10
Борис Захаров
Многие владельцы автомобилей с механической коробкой передач имеют привычку ездить на «нейтрали», иначе говоря — накатом, радея об экономии топлива. Однако с наступлением холодов и обледенением трасс такая практика становится опасной. Разберемся, почему.
Для начала выясним, что такое нейтральная передача. При нейтральном положении рычага трансмиссии крутящий момент не передается от двигателя колесам. Если нажать на «газ» с включенной нейтральной передачей при заведенном моторе, машина, находящаяся в статике, не тронется с места.
Если движется, — не ускорится.
Как правило, «нейтралка» используется на стоянке одновременно с «ручником», а также при буксировке автомобиля. Однако многие водители практикуют езду на «нейтрали», двигаясь накатом со спусков и подкатываясь к светофорам ради экономии топлива. Почему так не следует делать, и в зимнее время в особенности?
Нагрузка на тормозную систему
Вне зависимости от времени года и температуры за бортом, езда накатом в погоне за экономией топлива повышает нагрузку на тормозную систему. Особенно это касается затяжных спусков, на которых тормозные механизмы при езде на «нейтрали» быстро перегреются, а ресурс колодок и тормозных дисков, соответственно, сокращается.
Пониженные передачи в таком случае, понятное дело, не становятся подспорьем при торможении. Еще хуже то, что в результате перегрева тормозов снижается эффективность их работы.
Опасность возникновения заноса
Если резко нажать на тормоз во время движения накатом, колеса с большой вероятностью заблокируются, либо, если автомобиль оснащен ABS и ESP, может развиться занос, который водитель не сможет контролировать тягой.
Ведь на включение передачи уйдет время, а действовать при потере автомобилем потребуется моментально.
Так что придется полагаться на те же антипробуксовочную систему и систему стабилизации, если они имеются. Кроме того, замедление при нажатии на газ с включенной передачей получается более эффективным в том числе потому, что на средних и высоких оборотах двигателя лучше прокачивается вакуумный усилитель тормозов.
Ухудшение управляемости
При прохождении поворота с выключенной передачей управляемость автомобиля заметно ухудшается. Все дело в потере тянущей силы, помогающей заправить машину на вираж.
Соответственно, в скользком повороте, уходя в «нейтраль» или даже просто переключаясь с одной передачи на другую, вы рискуете. Сила инерции может превзойти силу сцепления колес. И шансы схода машины с траектории резко возрастают.
Может отключиться мотор
Такой сценарий по-прежнему реален для не самых современных машин, в особенности оснащенных карбюратором.
Как известно, моторы таких авто имеют больше шансов заглохнуть при переходе на холостые обороты. А теперь представьте последствия при езде зимой.
Мало того, что машина может потерять сцепление и остаться без тяги. При отключении мотора деактивируется также усилитель рулевого управления и вакуумный усилитель тормозов, ABS и ESP (если они имеются) со всеми вытекающими последствиями.
Деактивируется ряд систем
На ряде современных моделей при переводе рычага коробки передач в «нейтраль» автоматически деактивируются некоторые элементы трансмиссии. В частности, активные дифференциалы работают только при включенной передаче. Соответственно, драйверский потенциал будет в лучшем случае ослаблен. А в худшем машину, если она шла на высокой скорости, может попросту выкинуть с трассы.
Не касается самых современных машин
Отметим, что все вышесказанное в меньшей степени касается наиболее передовых моделей, где электроника определяет переключение на нейтраль и адаптирует системы поддержания курсовой устойчивости.
Но даже несмотря на это — следуйте ключевым правилам зимней езды — не лишайте автомобиль тяги в виражах (не только не переключайтесь на «найтраль», но и не бросайте «газ») и осуществляйте плавные замедления.
Главное сегодня
NYT: Киев готовит украинцев к сдаче Артемовска на фоне российского наступления
Канцлер Германии Шольц: Китай заверил, что не будет поставлять оружие России
Экс-советник Пентагона Макгрегор заявил, что США бросят Зеленского после поражения Украины
WSJ: ВСУ потеряли под Артемовском несколько самых подготовленных подразделений
Bloomberg: Саудовская Аравия подняла цены на нефть для Азии и Европы
В России начинается четырехдневная рабочая неделя с выходным в среду
Сцепление при повороте?
Нет, на поворотах сцепление нажимать нельзя . Выжатое сцепление освобождает передаточный механизм, что влияет на устойчивость кузова автомобиля.
Когда вы поворачиваете и ваше транспортное средство выходит из равновесия, оно может потерять сцепление с дорогой и, в зависимости от скорости, транспортное средство может опрокинуться.
|
Посмотреть полный ответ на quora.com
На какой передаче я должен быть при повороте?
Если на подходе вы не уверены, сможете ли вы повернуть до того, как приближающийся автомобиль доедет до вас, переключитесь на 2-ю передачу. Таким образом, если вы можете повернуть, вы уже находитесь на правильной передаче, чтобы продолжать движение, однако, если вы решите не поворачивать, вы всегда можете замедлиться еще больше и переключиться на 1-ю передачу.
|
Посмотреть полный ответ на mitchellsds.co.uk
Вам нужно переключать передачи при повороте?
Если вы входите в поворот, вам нужно будет снизить скорость, поэтому, вероятно, вам также придется переключиться на более низкую передачу.
Это даст вам гораздо лучший контроль на поворотах дороги — что-то, что может быть вам знакомо, если вы много ездили по проселочным дорогам.
|
Посмотреть полный ответ на passmefast.co.uk
Нужно ли нажимать полумуфту при повороте?
Избегайте вождения автомобиля на половинном сцеплении.
При этом так заметно, что сцепление включается и выключается часто. Но, возможно, вы просто убиваете свой клатч. В пробках водители, как правило, управляют автомобилем с выжатым полусцеплением. Сцепление в автомобиле выполняет две функции: полное включение и полное выключение.
Запрос на удаление |
Посмотреть полный ответ на gomechanic.in
Вы нажимаете сцепление при выключении автомобиля?
Для простоты вам нужно полностью выжимать сцепление всякий раз, когда вы хотите полностью остановить автомобиль и при переключении передач.
Вам также нужно будет выжать сцепление и использовать «управление сцеплением», чтобы медленно двигаться со скоростью ниже 5 миль в час.
|
Посмотреть полный ответ на сайте Driving-school-beckenham.co.uk
ДВИЖЕНИЕ СЦЕПЛЕНИЯ ПРИ ПОВОРОТЕ | БЕЗОПАСНОЕ ВОЖДЕНИЕ | КАК ОТПУСКАТЬ СЦЕПЛЕНИЕ ВО ВРЕМЯ ПОВОРОТА??
Вы отпускаете сцепление быстро или медленно?
Хитрость заключается в том, чтобы быстро отпустить сцепление до точки включения, а оттуда медленнее. Единственный способ узнать, где находится эта точка взаимодействия, — это почувствовать машину.
|
Посмотреть полный ответ на edmunds.
com
Вы сначала тормозите или сцеплением?
Где бы вы ни ехали, вы всегда сначала нажимаете сцепление, а затем тормоз, даже если в этом нет необходимости. Помните, что нажатие на педаль тормоза без включения сцепления помогает вам затормозить быстрее, потому что трение, создаваемое двигателем, способствует быстрому замедлению (читайте о торможении двигателем).
Запрос на удаление |
Посмотреть полный ответ на сайте viky.co.in
Должен ли я переключаться на пониженную передачу при повороте?
Причина, по которой необходимо убедиться, что ваше переключение на более низкую передачу завершено до поворота в поворот, заключается в том, что отпускание сцепления и включение более низкой передачи во время поворота может привести к вращению автомобиля (или почти к вращению).
Запрос на удаление |
Посмотреть полный ответ на speedsecrets.
com
Есть ли смысл в двойном сцеплении?
Хотя в автомобиле с синхронизированной механической коробкой передач нет необходимости в двойном сцеплении, этот метод может быть полезен для плавного переключения на повышенную передачу для ускорения, и, если все сделано правильно, он предотвращает износ синхронизаторов, которые обычно уравнивают входную и выходную скорости трансмиссии, чтобы позволить …
Запрос на удаление |
Посмотреть полный ответ на en.wikipedia.org
Можно ли переключать передачу с 4-й на 2-ю?
Вам нужно переключиться на более низкую передачу только тогда, когда вам снова понадобится акселератор, чтобы «вести» автомобиль. Избирательное переключение передач означает, что вы иногда пропускаете передачи, например, переключаясь с пятой или четвертой передачи на вторую. Этот метод называется «выборочным» или «блочным» переключением передач.
|
Посмотреть полный ответ на rightwaydriving.com.au
Можете ли вы перейти с 3-й передачи на 1-ю?
Да, в современной механической коробке передач рекомендуется пропускать передачи при повышении или понижении. Например; при ускорении вы можете при необходимости переключиться с 1-й на 3-ю, хотя 3-я передача может работать из-за низких оборотов двигателя.
Запрос на удаление |
Посмотреть полный ответ на sdt.com.au
Стоит ли включать первую передачу?
Хотя при трогании с места рекомендуется всегда трогаться с первой передачи, я видел, как многие люди стартуют со второй передачи (особенно во время ожидания на светофоре). Для современных двигателей с высоким крутящим моментом часто возможен запуск на 2-й передаче.
Запрос на удаление |
Посмотреть полный ответ на team-bhp. com
Вы замедляетесь при повороте?
Подайте сигнал и притормозите или притормозите перед поворотом
При повороте на перекрестке без знака «стоп» или красного сигнала светофора не обязательно полностью останавливаться, но все же необходимо снизить скорость до безопасного скорость и быть в курсе других автомобилей, идущих со всех сторон.
Запрос на удаление |
Посмотреть полный ответ на topdriver.com
С какой скоростью нужно поворачивать?
Чем круче поворот, тем медленнее вам придется ехать, чтобы пройти его. Промышленный стандарт составляет около 15-20 миль в час для левой стороны, от 10 до 15 миль в час для правой стороны, в зависимости от местоположения и сценария, конечно.
|
Посмотреть полный ответ на drive2drive.com
Вы тормозите или ускоряетесь при повороте?
Стандартная практика заключается в том, чтобы притормозить при приближении к повороту, а затем в середине поворота, когда вы можете видеть, что находится за углом, плавно ускориться при выходе из поворота. Не нажимайте на тормоза и не нажимайте на тормоза слишком сильно, это может привести к заносу.
|
Посмотреть полный ответ на drive2drive.com
На какой передаче мне следует поворачивать мотоцикл?
Я рекомендую для вашей безопасности и безопасности мотоцикла всегда запускать мотоцикл в нейтральном положении, а некоторые мотоциклы должны запускаться в нейтральном положении. Это делается для того, чтобы вы случайно не отпустили сцепление при включенной передаче и не увеличили скорость, когда не собираетесь этого делать. 1.
Запрос на удаление |
Посмотреть полный ответ на instructables.com
Почему нельзя тормозить на повороте?
Поскольку шины и дорожное покрытие не могут быть изменены, если автомобиль слишком быстро проходит поворот, тормозит или ускоряется слишком сильно, трение не будет достаточно большим, чтобы проявить всю силу. Машину занесет! Поэтому опасно тормозить на повороте, если вы изначально едете быстро.
|
Посмотреть полный ответ на west-windsor-plainsboro.k12.nj.us
На каких оборотах вы переключаетесь на пониженную передачу?
Не пытайтесь переключаться на более низкую передачу, пока обороты двигателя не упадут до или ниже 1100 об/мин при включенной передаче. Это дает двигателю пространство для увеличения числа оборотов на одну ступень для успешного переключения на более низкую передачу. Когда число оборотов в минуту начинает приближаться к нижнему пределу рабочего диапазона при полностью открытой дроссельной заслонке, его необходимо переключить на пониженную передачу.
|
Посмотреть полный ответ на crengland.com
Должен ли я выжимать сцепление при торможении?
На низких скоростях: сначала сцепление, затем тормоз
Вы должны нажать сцепление перед педалью тормоза, если ваша скорость меньше, чем самая низкая скорость передачи, на которой вы находитесь. Вы можете найти самую низкую скорость передачи, просто отпустив сцепление и не используя акселератор.
|
Посмотреть полный ответ на cartoq.com
Что нельзя делать в автомобиле с механической коробкой передач?
7 вещей, которые нельзя делать за рулем автомобиля с механической коробкой передач
- 1) Используйте педаль сцепления в качестве подставки для ног. …
- 2) Использование сцепления для предотвращения скатывания на светофоре или остановке. …
- 3) Положите руку на рычаг переключения передач. …
- 4) Держите автомобиль на передаче во время остановки. …
- 5) Использование неправильных передач. …
- 6) Уложитесь в пол на низких оборотах. …
- 7) Переключение без включения сцепления.
|
Полный ответ можно найти на сайте northwestautohouston.com
Должен ли я держать ногу на сцеплении при остановке?
Некоторые водители склонны водить машину, положив ногу на педаль сцепления. Это может привести к тому, что подшипник выключения сцепления соприкоснется с крышкой сцепления и создаст трение, когда в этом нет необходимости, и со временем приведет к шуму и выходу из строя сцепления, что является дорогостоящим ремонтом.
|
Посмотреть полный ответ на rac.co.uk
← Предыдущий вопрос
Может ли катана разрезать человека пополам?
Следующий вопрос →
Почему мой мочевой пузырь не опорожняется полностью?
Исследование процесса переключения передач без выключения сцепления для параллельного гибридного электромобиля с АМТ
Динамические модели одновального параллельного гибридного электромобиля (ГЭМ) с автоматизированной механической трансмиссией (АМТ) были описаны на разных этапах работы в ходе процесс переключения передач без выключения сцепления. Были глубоко проанализированы параметры, влияющие на время переключения передач, срок службы компонентов и рывки переключения передач в различных переходных состояниях в процессе переключения передач. Были построены математические модели, учитывающие детальный процесс работы синхронизатора, которые могут объяснить отказ переключения передач, длительное переключение передач и явление частого отказа синхронизатора в ГЭМ. Стратегия динамического скоординированного управления двигателем, двигателем и исполнительными механизмами в различных переходных состояниях с учетом детальных рабочих стадий синхронизатора в процессе переключения передач HEV впервые инновационно предложена в соответствии с современным уровнем техники. Результаты стендовых испытаний и реальных дорожных испытаний показывают, что предложенная стратегия управления позволяет значительно улучшить качество переключения передач по всем его оценочным показателям.
1. Введение
Автоматическое переключение передач может помочь повысить комфорт при вождении, уменьшить трение сцепления и синхронизатора и улучшить управляемость даже в сложных условиях. Например, у водителей с небольшим стажем вождения может быть плохая управляемость или опасная авария из-за неквалифицированного управления процессом ручного переключения передач [1]. По сравнению с другими распространенными технологиями автоматического переключения, включая AT, CVT и DCT, AMT имеет более низкую стоимость и более высокую эффективность трансмиссии. Кроме того, он может модифицировать традиционные трансмиссии. Поэтому он более широко используется в легковых автомобилях, особенно в гибридных и чисто электрических транспортных средствах [2].
Основное внимание в этой статье уделяется одновальному параллельному гибридному электромобилю, оснащенному АМТ. Структурная схема трансмиссии HEV, принятая в данной статье, показана на рисунке 1. Система состоит из дизельного двигателя (172 кВт), двигателя с постоянными магнитами (PMSM 75 кВт), сцепления и 5-ступенчатой автоматизированной механической коробки передач. коробка передач. Чтобы получить плавное, быстрое и успешное переключение передач, двигатель, двигатель и привод коробки передач должны быть скоординированы и очень хорошо контролироваться.
Большинство стратегий управления переключением передач в традиционных транспортных средствах, оснащенных АМТ, отключают сцепление во время процесса переключения передач [3-5], что может привести к длительному прерыванию питания и трению сцепления. Несколько исследователей предложили стратегии управления переключением передач без выключения сцепления с использованием активного управления двигателем [6, 7], но условия не были значительно улучшены из-за медленной реакции двигателя. Внедрение приводного двигателя на ГЭМ позволяет добиться быстрого и плавного переключения передач за счет его активного управления за счет хорошей реакции [8–10].
2. Процесс переключения передач без выключения сцепления в гибридном электромобиле
Процесс переключения передач показан на рис. 2. Типичный процесс переключения передач без выключения сцепления в параллельном гибридном электромобиле можно разделить на следующие подробные этапы: разгрузка источников питания перед переключением передач, переход на нейтральную передачу, активная синхронизация скорости двигателем, механическая синхронизация скорости синхронизатором, выбор и включение новых передач и восстановление крутящего момента.
Управление в ступени в основном направлено на снижение передаваемого крутящего момента между включенными шестернями близко к нулю, что означает, что источники мощности не выводят крутящий момент и в то же время не приводятся в движение выходным валом. При попытке расцепления шестерен, передающих большой крутящий момент, возникает несколько проблем, как указано ниже. крутильных колебаний выходного вала и влияет на комфортность автомобиля из-за ступенчатого изменения крутящего момента. (c) Увеличивает сложность активной синхронизации из-за вносимой вибрации частоты вращения выходного вала.
Переключение передач при неполной разгрузке показано на рисунке 3. Основная трудность управления в ступени состоит в том, что нет датчика для измерения крутящего момента передачи между зубьями зацепления, поэтому легко неполностью или чрезмерно разгрузить источники питания и ввести реверс крутящий момент, действующий на входной вал. Это явление становится более частым, когда водителю требуется резкое ускорение или быстрое замедление; это серьезно влияет на качество переключения передач.
Стаг — активный период синхронизации скорости; необходимо быстро отрегулировать скорость входного вала до желаемой скорости без перерегулирования и колебаний; реакция активной синхронизации скорости, управляемая СДПМ, намного быстрее, чем реакция, управляемая двигателем [11].
В реальных ездовых циклах одновременные этапы и также имели решающее значение для получения качественного процесса переключения передач. Эти две стадии HEV сильно отличаются от таковых в традиционных транспортных средствах. Вращательная инерция входных компонентов коробки передач при переключении передач без выключения сцепления на ГЭМ примерно в 30 раз больше, чем у традиционного автомобиля при переключении передач с выключением сцепления, и при этом происходит не менее чем пятикратное увеличение момента трения, которое может быть видно из табл. 1.
Мы также обнаружили частые явления отказа включения передачи или длительного включения передачи после синхронизации, особенно при изменении дорожных условий или при торможении. Износ синхронизатора был серьезным, а полученное качество переключения передач было довольно низким. Насколько нам известно, нет никаких относительных исследований по этой проблеме.
3. Показатели оценки качества переключения передач
3.
1. Время переключения передачВремя переключения передач одновального параллельного гибридного электромобиля включает время разгрузки, время выключения передачи, время активной синхронизации, время механической синхронизации и включения передачи, а также время восстановления крутящего момента. Время переключения передач влияет на динамику и комфорт HEV.
3.2. Работа трения
Работа трения может отражать износ пары трения; это важный показатель долговечности. Чем меньше работа трения, тем больше срок службы синхронизатора.
Работа трения определяется как где – время трения, – момент трения, , – угловая скорость входной и выходной части пар трения соответственно [12].
3.3. Рывок переключения передач
Рывок является производным от продольного ускорения; он может отражать колебания крутящего момента и может быть выражен как где – время, – скорость автомобиля, – передаточное число главного тормоза-замедлителя, – радиус ведущего колеса.
Для расчета рывка уравнение (3) можно дискретизировать как где — угловая скорость выходного вала. Ездовой комфорт автомобиля становится хуже, чем увеличивается рывок. Для количественных критериев рывка рекомендуемое значение для Германии составляет м/с 3 , для бывшего СССР: м/с 3 , для Китая м/с 3 [13] .
4. Моделирование системы силовой передачи
Эскиз системы силовой передачи для исследуемого одновального параллельного гибридного электромобиля показан на рисунке 4. Он должен позволить выяснить основные факторы, влияющие на качество переключения передач по этапам, , и . Вращательная инерция сцепления приравнивается к синхронному двигателю с постоянными магнитами за счет того, что в процессе переключения передач не происходит выключения сцепления. Для анализа крутильных колебаний валов между приводным двигателем и двигателем учитываются крутильные колебания между коробкой передач и главной передачей. Торсион внутри редуктора не учитывается.
Когда система находится на определенной передаче, дифференциальные уравнения
Когда система находится на нейтральной передаче, дифференциальные уравнения
Когда система переключается с нейтральной передачи на определенную передачу, дифференциальные уравнения где где — выходной крутящий момент двигателя, — выходной крутящий момент ведомого двигателя, — вязкоупругий момент вала между двигателем и двигателем, — вращающий момент трения на входной стороне трансмиссии (включая момент трения двигателя, двигателя и входного вала). ) при включенном сцеплении – момент трения при вращении между выходным валом трансмиссии и главной передачей, – момент сопротивления дороги, – момент трения синхронизатора, – радиус колеса, – передаточное число, – передаточное число главной передачи , — частота вращения двигателя, — частота вращения двигателя, — частота вращения входного вала трансмиссии, — частота вращения выходного вала трансмиссии, — угол поворота двигателя, — угол поворота двигателя, — угол поворота выходного вала трансмиссии, — угол поворота бортовой передачи, – сила тяжести автомобиля, – коэффициент сопротивления качению, – угол наклона дороги, – коэффициент сопротивления воздуха, – площадь лица (м 2 ), – относительная скорость (км/ч), представляющая скорость без ветра, – эквивалентная инерция вращения шестерни первой и второй передач в трансмиссии, которая преобразуется во входной конец синхронизатора, – эквивалентная инерция вращения коленчатого вала двигателя и нажимного диска сцепления, и является эквивалентной инерцией вращения двигателя и ведомой части сцепления.
5. Моделирование компонентов
Существует два рабочих состояния трансмиссии: на определенной передаче или на нейтральной передаче. Когда он находится на нейтральной передаче, . Эта статья посвящена исследованию процесса переключения между состояниями 1 и 2. Он включает в себя динамический процесс каждого компонента.
5.1. Моделирование двигателя
Крутящий момент двигателя можно получить из MAP двигателя следующим образом: где — открытие дроссельной заслонки двигателя и — частота вращения двигателя. Карта двигателя показана на рисунке 5.
5.2. Моделирование СДПМ
Переходное значение трехфазного напряжения и тока двигателя можно игнорировать, поскольку постоянная времени крутящего момента двигателя обычно очень мала, поэтому модель приводного двигателя можно упростить. Учитывая требуемый крутящий момент , максимально допустимый приводной и тормозной момент двигателя при текущей скорости вращения и , а также максимально допустимый крутящий момент двигателя при разрядке и перезарядке силовой батареи и , крутящий момент двигателя можно представить в виде
MAP двигателя показан на рис. 6.
5.3. Моделирование привода переключения передач
Привод переключения передач приводится в действие бесщеточным двигателем постоянного тока (BLDCM). В процессе переключения передач необходимо контролировать такие параметры, как смещение привода и усилие переключения передач. Смещение должно быть настроено на определенное положение быстро и точно. Выходная сила BLDCM также должна точно контролироваться.
Математическая модель и характеристики крутящего момента BLDCM могут быть проанализированы в режиме 3-фазного 6-состояния. В любой момент работают только две фазы, а оставшаяся отключается. В двигателе используется Y-образное соединение с неявнополюсным полюсом. Основываясь на физической структуре, мы предполагаем, что три фазы статора полностью симметричны, магнитное поле воздушного зазора, создаваемое ротором, представляет собой прямоугольную волну, противоэлектродвижущая сила трехфазной обмотки представляет собой трапециевидную волну, реакция якоря обмотки статора и потери на вихревые токи не учитываются, и магнитная цепь не насыщается. Таким образом, уравнение баланса трехфазного напряжения статора имеет вид
Если исключить механические потери ротора и предположить, что электромагнитная мощность может быть полностью преобразована в кинетическую энергию ротора, электромагнитный момент двигателя равен
Кинетическое уравнение BLDCM:
Скорость BLDCM можно представить как
Осевая сила, действующая на втулку переключения, может быть представлена как где – фазные токи, – фазные напряжения, – фазное сопротивление статора, – фазный потенциал, – индуктивность фазы статора, – взаимная индуктивность фаз статора, – момент нагрузки двигателя, – коэффициент демпфирования, — угловая скорость ротора, — инерция вращения двигателя, — передаточное отношение между двигателем и приводным механизмом втулки, и — механический КПД между двигателем и приводным механизмом втулки.
5.4. Моделирование синхронизатора
Синхронизатор – одна из важнейших частей трансмиссии. Процесс работы синхронизатора напрямую влияет на качество переключения передач [14]. Для получения оптимальной согласованной стратегии управления каждой частью процесс работы синхронизатора разбит на пять этапов.
5.4.1. First Free Fly
Этот этап фактически включает два процесса. Во-первых, втулка перемещается вперед в осевом направлении без сопротивления и прижимает синхронизирующее кольцо к целевой шестерне. Осевая сила сопротивления на этом этапе очень мала. Во-вторых, усилие передается от втулки к ползунам, а затем к коническим поверхностям кольца синхронизатора. Пружина ползунка здесь используется для сохранения баланса. Когда передаваемая сила увеличивается до определенной степени, ограничительный механизм теряет равновесие. Таким образом, ползунки вдавливаются в канавки втулки синхронизатора под действием радиального давления, и втулка может продолжать скользить вперед. Затем шлицевые зубья втулки контактируют со шлицевыми зубьями синхронизирующего кольца, и осевая сила передается от втулки к синхронизирующему кольцу. Принципиальная схема этого этапа представлена на рис. 7.9.0005
Кинетическое уравнение где – масса втулки, – ускорение втулки, – сопротивление скольжению при движении втулки, – сила, действующая на втулку со стороны ограничительного механизма.
5.4.2. Синхронизация угловой скорости
Втулка перестает скользить, и ее осевая скорость становится равной нулю. Трение между зацеплением зубьев втулки и зацеплением зубьев синхронизирующего кольца начинает увеличиваться, а кинетическая энергия втулки и ведомой шестерни начинает уменьшаться. Разность угловых скоростей между ними постепенно уменьшается до нуля. Принципиальная схема этого этапа показана на рис. 8.9.0005
На этапе торможения втулки имеется где – сила удара, действующая на зацепление зубьев синхронизатора с втулкой, – время торможения втулки, – осевая скорость втулки под действием смещающей силы.
На стадии трения скольжения имеется где – осевая сила втулки, – коэффициент трения, – средний эффективный радиус конуса, – половина угла конуса, – сила трения.
5.4.3. Поворот кольца синхронизатора
Когда две части синхронизатора синхронизированы, ведущая часть вращается под действием зубьев втулки (ведомая часть жестко соединяется с кузовом автомобиля, поэтому ее невозможно провернуть). При вращении кольца синхронизатора возникает небольшой перепад угловых скоростей между муфтой и синхронизатором. Затем синхронизация прерывается, и состояние блокировки синхронизирующего кольца исчезает. Принципиальная схема этого этапа показана на рисунке 9.
Перед обточкой
В процессе токарной обработки где – начальная угловая скорость ведущей части синхронизатора до вращения, – частота вращения выходного вала, – входная скорость после вращения, – угол наклона свода в блокировочном зацеплении, – коэффициент трения на сводообразном ребре, – средний эффективный радиус на блокировочной передаче, — момент потерь, — входной крутящий момент, — эквивалентная инерция входному концу синхронизатора, — угловое ускорение входной части синхронизатора.
5.4.4. Поворот целевой шестерни
Этот этап начинается с разделения кольца синхронизатора и поверхности конуса целевой шестерни. Ведущая часть синхронизатора, включая кольцо синхронизатора, вращается под действием зубьев втулки. Он заканчивается в начале возможного слайда. Схематическая диаграмма этого этапа показана на рисунке 10.
На этом этапе где – инерция вращения синхронизатора.
5.4.5. Финальный свободный полет
Втулка входит в зацепление с целевой шестерней под действием усилия переключения передач. Кинетическое уравнение аналогично первому этапу. Принципиальная схема этого этапа показана на рисунке 11. Рассмотрим где – коэффициент осевого динамического трения между втулкой и шлицевыми зубьями шестерни с постоянным зацеплением, – передаваемый крутящий момент. Из полученных кинетических уравнений можно сделать вывод, что в процессе переключения передач без выключения сцепления для параллельного гибридного автомобиля, оборудованного АМТ, инерция входного вала, точность регулирования скорости приводного двигателя и входной крутящий момент трансмиссии могут напрямую влияют на время синхронизации и работу трения. Контроль силы переключения также очень важен. Идеальный контроль каждого компонента на каждой ступени может улучшить качество переключения передач и увеличить срок службы синхронизатора.
6. Координированное управление каждым компонентом на каждом этапе процесса переключения передач
6.1. Переключение на нейтральную передачу
Необходимым условием переключения на нейтральную передачу является где входной крутящий момент источников питания
Очевидно, разумный контроль усилия переключения передач и входного крутящего момента является предпосылкой для плавного отключения передач. И основные правила заключаются в том, чтобы увеличить усилие переключения передач и уменьшить входной крутящий момент.
Но сила расцепления шестерен не может возрастать бесконечно, и превышение силы может повредить поверхность зацепления зубьев; следовательно, его следует контролировать в установленных пределах. Ключом к плавному отключению передач является контроль входного крутящего момента, близкого к нулю. Чтобы реализовать этот контроль, мы измерили и получили кривую характеристики входного крутящего момента источников питания, а также кривую характеристики момента трения приводной части, а затем установили фактическую чистую выходную модель крутящего момента.
В этой статье мы контролируем крутящий момент двигателя до нуля, а момент трения входной части системы компенсируется электродвигателем для достижения нулевого чистого выходного крутящего момента энергосистемы; закон управления представляется в виде
Еще одна проблема заключается в скоординированном управлении крутящим моментом двух источников питания во время фазы разгрузки. Параметры управления на этапе разгрузки включали открытие дроссельной заслонки двигателя и крутящий момент двигателя. Во-первых, крутящий момент следует регулировать линейно, а не ступенчато. Во-вторых, время переключения передач должно быть как можно короче. Наконец, входной крутящий момент должен контролироваться близко к нулю.
Открытие дроссельной заслонки двигателя управляется линейно до нуля без ступенчатого изменения. Ступенчатое изменение может вызвать крутильную вибрацию вала между двигателем и приводным двигателем; это также может повлиять на приводной двигатель.
Стендовые испытания показали, что если время разгрузки двигателя составляет 0,8 с при начальном открытии дроссельной заслонки на 100%, крутильными колебаниями вала между двигателем и двигателем можно пренебречь. Когда гибридная силовая система начинает линейно разгружаться с максимального крутящего момента 1200 Нм и скорости разгрузки 15 Нм/10 мс, крутильными колебаниями вала трансмиссионной системы также можно пренебречь. Таким образом, 0,8 с — это максимальное время разгрузки. PMSM может реагировать намного быстрее, чем двигатель; им можно управлять, чтобы компенсировать крутящий момент сопротивления и линейно отрегулировать входной крутящий момент до нуля в процессе разгрузки двигателя.
Целевое открытие дроссельной заслонки на фазе разгрузки двигателя где — процент открытия дроссельной заслонки протокола CAN, его физические значения находятся в диапазоне от 0 до 100, а его разрешение равно 0,1 и — общее количество шагов разгрузки, равное начальным физическим значениям перед разгрузкой. Интервал времени между и составляет 10 мс, который передается в блок управления двигателем (ECU) блоком управления коробкой передач (TCU) по шине CAN.
Без учета влияния температуры зависимость между моментом трения и скоростью вращения входного вала при включенном сцеплении может быть представлена как
Целевой управляющий момент двигателя составляет где – общий шаг разгрузки, а его значение равно начальному физическому значению до разгрузки.
Когда , BLDCM может запустить привод переключения передач для выключения передач. Чтобы получить точное положение управления приводом переключения передач и плавное переключение передач, смещение привода выбрано как обратная связь управления BLDCM. Пропорционально-дифференциальное (PD) управление с замкнутым контуром выбрано в качестве стратегии управления выбором передачи и переключением двигателя; отношение между входом и выходом после дискретизации задается как где , – дифференциальный коэффициент и пропорциональный коэффициент регулятора соответственно; отклонение текущей позиции обнаружения от желаемой позиции; является выходным значением контроллера после временной выборки и вычисления. Схема блока переключения передач контроллера BLDCM представлена на рисунке 12.9.0005
6.2. Переключиться на определенную передачу
6.2.1. Активное синхронное управление скоростью Вождение с помощью PMSM
На этом этапе коробка передач находится на нейтральной передаче, приводной двигатель управляется в режиме управления скоростью, и его скорость должна быть отрегулирована на
При , система начинает выполнять следующее действие. Кроме того, чтобы еще больше сократить общее время переключения передач, можно одновременно управлять приводом выбора передачи в процессе регулировки скорости.
6.2.2. Механическая синхронизация и процесс включения передач
PMSM должен управляться так, чтобы следовать скорости выходного вала, после активного синхронного управления скоростью привод переключения передач начинает включать целевые передачи.
(1) Первый свободный полет. Этот этап должен быть завершен быстро и требует большего усилия переключения передач, но усилие нельзя увеличивать бесконечно, поскольку чрезмерное усилие переключения может привести к большой силе удара и сократить срок службы синхронизирующего кольца и втулки.
( 2) Синхронизация угловой скорости. На этом этапе крутящий момент BLDCM напрямую регулируется до максимально допустимого значения для скорейшего завершения процесса механической синхронизации. Приводной двигатель по-прежнему управляется в скоростном режиме в соответствии со скоростью выходного вала на этом этапе, что может своевременно устранить разницу в скорости вращения, вызванную состоянием дороги или действием торможения; это может помочь уменьшить работу трения скольжения и время синхронизации.
( 3) Поворот кольца синхронизатора. Контроль этой фазы является ключом к успешному и быстрому включению передач; мы можем знать из (20), что для поворота кольца синхронизатора и разблокировки синхронизатора крутящий момент переключения передач должен преодолевать потери крутящего момента, входной крутящий момент источников энергии и момент трения входной стороны трансмиссии.
Реальные дорожные испытания также подтвердили сложность преодоления момента сопротивления (примерно 100 Нм) в зависимости от момента переключения передач, который ограничен с помощью фиксированного порога. Целевые передачи не могут быть включены в течение достаточно долгого времени после завершения процесса синхронизации скорости вращения. Однако очевидно, что входной крутящий момент источников энергии также можно контролировать на этом этапе. Двигатель сейчас работает в режиме холостого хода, что можно рассматривать как нагрузку на трансмиссионную систему. Приводной двигатель находится в фазе управления скоростью выходного вала. Основываясь на этой точке зрения, мы предложили метод управления, который называется «активно разблокировать управление синхронизатором» после завершения синхронизации скорости.
Конкретный метод управления заключается в том, чтобы управлять приводным двигателем, имеющим скачкообразные колебания скорости в диапазоне от −10 об/мин до 10 об/мин после механической синхронизации, из-за чего зубья втулки могут извиваться между зубьями кольца синхронизатора, поэтому кольцо синхронизатора можно повернуть. с помощью активного управления СДПМ и усилием переключения передач. Основной принцип показан на рисунке 13.
(4) Вращение целевой шестерни. Эта ступень почти такая же, как и предыдущая, за исключением того, что кольцо синхронизатора разблокировано. Фактические извилистые компоненты все еще находятся на стороне рукава; алгоритм управления можно узнать из предыдущего этапа.
( 5) Финальный свободный полет. На этом этапе привод переключения передач устанавливается в нужное положение, и процесс включения завершается.
6.3. Восстановление крутящего момента
После успешного переключения передач крутящий момент двигателя и приводного двигателя должен отдельно контролироваться водителем до желаемого значения без больших крутильных колебаний и длительного перерыва в подаче электроэнергии. Алгоритм управления показан на рисунке 14.
7. Стендовые и дорожные испытания
Блок-схема общего алгоритма управления переключением передач одновального параллельного ГЭМ с АМТ без выключателя сцепления представлена на рисунке 15.
В стенде вихретоковый динамометр работает в режиме следования за нагрузкой, что фактические условия цикла экзамена по вождению. Система мониторинга динамометра может отображать выходной крутящий момент источников питания в режиме реального времени и может обнаруживать рывки выходного вала при включении или выключении. Основной целью стендовых испытаний является проверка и изменение стратегии управления. На рис. 16 изображен испытательный стенд.
После многочисленных стендовых испытаний было проведено 1000-километровое реальное дорожное испытание с настоящим HEV. На рис. 17 показан тестовый HEV.
На рис. 18 представлены некоторые примерные кривые процесса переключения передач при дорожных испытаниях. когда стадия является стадией разгрузки, двигатель разгружается точно для поддержания своего состояния холостого хода, а приводной двигатель разгружается до крутящего момента, который может просто преодолеть крутящий момент на стороне ввода мощности; этот этап стоит около 0,3 с. Затем шестерни выключаются в течение 0,2 с. На этапе приводной двигатель управляется в скоростном режиме, чтобы завершить активный процесс синхронизации, который занимает около 0,4 с. На этапе целевые шестерни успешно и быстро включаются с небольшими колебаниями скорости, создаваемыми двигателем после механической синхронизации; этот этап стоит около 0,2 с. Весь процесс переключения передач занимает около 1 с.
На рис. 19 показано, что крутящий момент двигателя и приводного двигателя плавно переходит к требуемому водителем крутящему моменту, когда требуемый крутящий момент восстанавливается после переключения передач. И этот этап стоит около 0,5 с.
8. Выводы
В данной статье описаны математические модели каждого компонента ГЭМ, а также дан вывод и анализ модели динамики переключения передач в каждом рабочем процессе синхронизатора. Предложены инновационные стратегии управления, включающие динамическое согласованное управление процессом разгрузки трансмиссии и активное управление разблокировкой синхронизатора на ГЭМ.
Благодаря динамическому скоординированному управлению двигателем, двигателем и исполнительными механизмами в процессе разгрузки чистый входной крутящий момент коробки передач можно контролировать ближе к нулю, а также легко и быстро отключать передачи. Благодаря динамическому скоординированному управлению двигателем, мотором и исполнительными механизмами на каждой рабочей стадии синхронизатора в процессе переключения передач можно управлять передачами для более быстрого и успешного включения с меньшим трением.
Согласно статистическим данным показателей оценки в таблице 2, все время переключения передач контролируется в пределах 1,5 с. А затраты времени на этап 1 (выключение передач) и этап 2 (восстановление крутящего момента) составляют около 50% всего времени переключения передач, что определяется точками переключения и потребностью водителя в крутящем моменте. Время прерывания питания контролируется в пределах 0,5 с, и динамические свойства HEV обеспечиваются. Рывок переключения передач без выключения сцепления контролируется в пределах 15 м/с 3 , и ездовой комфорт HEV обеспечен.