Методы формирования рационального распределения мощности в трансмиссии легкового полноприводного автомобиля (стр. 4 )

Суммарные потери мощности в дифференциале и на торможение буксующего колеса составляют (относительно):

Для ситуации вывешенного колеса потери мощности вырастут – не будет уменьшения потерь за счет реализуемого крутящего момента на буксующем колесе. Формула получает вид:

Выражение в квадратных скобках может рассматриваться как суммарная составляющая потерь мощности, включающая: силовые составляющие, определяемые значением, и скоростные. Скоростная составляющая потерь в дифференциале может быть существенно снижена поддержанием условия ® мин. соответствующим моментом торможения.

На конкретном примере в диссертации показана возможность существенного снижения общих потерь на трение – в 1,9…2,3 раза при умеренном значении коэффициента блокировки - в диапазоне 2…2,5. Выявлена существенно меньшая доля потерь мощности в дифференциале повышенного трения в сравнении с тормозным механизмом.

О влиянии дифференциала повышенного трения на стабилизацию прямолинейного движения автомобиля.

Внутреннее трение в дифференциале может являться положительным фактором воздействия на стабилизацию прямолинейного движения автомобиля.

Сопутствующее разнице угловых скоростей звеньев дифференциала трение является противодействием возникновению этой разницы скоростей, поэтому эффект стабилизации свойственен автомобилю как с межколесными, так и с межосевым дифференциалами повышенного трения. Количественная сторона динамической стабилизации зависит от числа дифференциалов повышенного трения, их места в составе трансмиссии (межколесный или межосевой) и значений .

Для дифференциалов с постоянным коэффициентом блокировки эффект стабилизации пропорционален передаваемому крутящему моменту и может быть назван динамической стабилизацией прямолинейного движения автомобиля.

Положительное значение для управления автомобилем с умеренной недостаточной поворачиваемостью, характерной для современных автомобилей, имеет то, что не требуется противоестественных управляющих воздействий, связанных с эффектом динамической стабилизации. При входе в поворот уменьшение подачи топлива и соответствующее снижение крутящего момента снижает эффект динамической стабилизации, ослабляя свойства недостаточной поворачиваемости. При выходе из поворота увеличение подачи топлива и соответственно рост эффекта динамической стабилизации способствуют возврату к прямолинейному движению.

Третья глава охватывает вопросы формирования комплекса дифференциалов легкового полноприводного автомобиля – специфику технических требований к комплексу, анализ новых типов дифференциалов на соответствие специфике требований, содержит рекомендации по формированию комплекса.

Постоянный полный привод рассматривается как общий случай распределения мощности, а подключаемый - как частный, при полном блокировании межосевого дифференциала. Аналогично понятие «дифференциал с функцией блокирования» принимается как обобщающее, считая что коэффициент блокировки может находиться в диапазоне от характерных для дифференциалов повышенного трения до ¥ в блокированном состоянии. Такая классификация позволяет системно подойти к анализу соответствия дифференциалов различных типов специфике технических требований и к обоснованному выбору оптимальной конструкции.

Выполненный в главе анализ охватывает дифференциалы: с принудительной блокировкой; с автоматической блокировкой – механической и посредством вязкостной муфты; повышенного трения - новые конструкции, получающие распространение с 80-х годов - Torsen, Quaife, Torsen 2; дифференциалы с управляемым изменением коэффициента блокировки. На основе проведенного анализа установлено:

-  расширяющееся применение дифференциалов с функцией управляемого блокирования не исключает использования дифференциалов повышенного трения в составе комплекса узлов распределения мощности;

-  среди дифференциалов повышенного трения в числе приоритетных находятся

дифференциалы с цилиндрическими косозубыми шестернями и сателлитами, центруемыми по наружной цилиндрической поверхности – Квайф, Торсен 2.

Рекомендации по формированию комплекса дифференциалов.

Рекомендации сформулированы по результатам исследования распределения сил тяги при движении в характерных режимах и анализа современных конструкций дифференциалов.* За основу принимается схема с постоянным полным приводом. Рекомендации даны для двух уровней технического исполнения: базового и повышенного.

1.Базовый уровень технического исполнения.

- Комплекс базируется на концепции дифференциалов повышенного трения – цилиндрических косозубых с центровкой сателлитов по их наружной поверхности. Конструкция Квайф – в числе приоритетных.

-  Коэффициенты блокировки для межосевого и заднего дифференциалов – в диапазоне 2…2,5; для переднего: при отрицательном плече обкатки управляемых колес в диапазоне 2…2,5, при положительном – более низкие значения с учетом фактического значения плеча.

-  Показатель- на уровне 8-9, комплексный показатель % -

не более 40 - 45%.

-  Сочетание с системой притормаживания буксующего (или вывешенного) колеса (на основе АБС) – как для передней, так и задней оси.

2. Повышенный уровень технического исполнения (особенности по отношению к базовому исполнению).

- Межосевой дифференциал – на базе дифференциала повышенного трения, автоматический с управляемым изменением (посредством встроенной фрикционной муфты) в дополнение к базовому дифференциала.

- Коэффициенты блокировки для межосевого и заднего дифференциалов »2, для переднего: при отрицательном плече обкатки управляемых колес »2, при положительном – более низкие значения с учетом фактического значения плеча.

-  Показатель на ровне 7-8, комплексный показатель % - не более

35 - 40% (фрикционная муфта межосевого дифференциала не задействована).

* Примечание: сформулированные рекомендации представляются обоснованными и по результатам испытаний образцов автомобилей мод. 21416, межосевой и задний дифференциалы которых имели повышенные значения, в диапазоне 3 – 4. По экспертной оценке курсовой устойчивости при динамичном криволинейном движении на скользких дорогах отмечались труднопредсказуемые отклонения от траектории.

Четвертая глава включает разработку методов расчета базовых параметров зубчатых зацеплений дифференциала Квайф.

В связи со спецификой зацепления – сателлиты двух групп расположены без промежутков и каждый имеет двухстороннее зацепление, разработана модель сборки шестерен, позволившая установить условия собираемости.

Установлена возможность выполнения дифференциала с нетрадиционными числами сателлитов в группе, в частности – с четырьмя. Введено понятие базового передаточного числа, определяемого соотношением межцентровых расстояний:

- базовое передаточное число шестерен, - угловой шаг сателлитов одной группы.

Для вариантов дифференциалов с 4 - я и 5 - ю сателлитами в группе базовые передаточные числа соответственно составляют: и .

Найденные базовые передаточные отношения позволяют определить реальные соотношения чисел зубьев шестерен дифференциала и выбрать оптимальные.

Для реального сочетания зубьев потребуется сдвиг инструмента. Чем выше отклонение фактического межцентрового расстояния “шестерня – сателлит” от базового , тем больший суммарный сдвиг инструмента потребуется.

В таблицах 2 и 3 представлены возможные сочетания зубьев шестерен для вариантов дифференциалов с 4-я и 5-ю сателлитами в группе.

Таблица 2. Таблица 3.

Число сателлитов в группе 4		Число сателлитов в группе 5
		D %			D %
7 8 9 10	12 12 16 16	6,3 - 7,0 10,2 - 0,8	6 7 8 9	15 15 20 20	11,8 - 4,6 11,8 - 0,63

Параметрические ряды возможных сочетаний зубьев дифференциала «Квайф»