Циркуляция мощности в контуре ведущего моста
Циркуляция мощности — явление, возникающее в замкнутой кинематической цепи, при котором силовые факторы, вызывающие деформации отдельных звеньев, превышают силовые факторы, вызывающие движение звеньев.
При жёсткой связи ведущих мостов в трансмиссии может возникнуть циркуляция мощности. При повороте циркулирующая мощность (ЦМ) может быть значительной. ЦМ не используется для преодоления сил сопротивления движению автомобиля, дополнительно нагружает механизмы трансмиссии и шины, вызывая их повышенный износ. Кроме того, из-за увеличения суммарной мощности, передаваемой через механизмы трансмиссии, возрастают потери мощности в трансмиссии на буксовании колёс, увеличивая расход топлива и износ деталей двигателя. Поэтому ЦМ является вредной, и её часто называют паразитной мощностью. Чтобы уменьшить дополнительное изнашивание механизмов трансмиссии, шин и расход топлива, вызванных ЦМ и перераспределением крутящего момента, при раздаточной коробке с блокированным приводом необходимо включать передний ведущий мост только для повышения проходимости и устойчивости автомобиля. При движении по хорошим дорогам необходимо принудительное отключение переднего ведущего моста для устранения циркуляции мощности или перераспределения крутящего момента.
Таким образом, основной недостаток подключаемого полного привода проявляется при перемещении по поверхности с часто меняющимися свойствами — асфальт с пятнами льда или снега, твердый грунт с участками грязи и т. д. Необходимо либо постоянно подключать и затем выключать передний мост (что иногда сопряжено с определёнными сложностями в зависимости от реализации способа подключения моста), либо перемещаться на заднем мосту, рискуя застрять, либо перемещаться на полном приводе, изнашивая трансмиссию циркуляциями мощности на хороших участках дороги.
Источник статьи: http://mydocx.ru/11-95616.html
Циркуляция мощности в трансмиссии с блокированным приводом ведущих мостов
Циркуляция мощности — явление, возникающее в замкнутой кинематической цепи, при котором силовые факторы, вызывающие деформации отдельных звеньев, превышают силовые факторы, вызывающие движение звеньев, т.е момент, вместо того что бы идти к ведущим колесам идет от ведущих колес. Ведущие колеса за счет кинематики рождают этот момент и возвращают его в трансмиссию.
Циркуляция мощности возникает вследствие того, что заднее колесо при наезде на препятствие проходит больший путь, чем переднее. Поверхность дороги начинает тормозить заднее колесо. Поскольку колесо не может катиться с большей угловой скоростью, оно начинает нагружать трансмиссию дополнительным моментом. Круг циркуляции проходит через элементы трансмиссии, колеса и замыкается поверхностью дороги. Величина циркуляции мощности ограничивается коэффициентом сцепления шин с дорогой, вот почему на дорогах с твердым покрытием необходимо выключать блокировку дифференциала или передний мост в блокированном приводе.
Тогда кинематическое рассоглосование мостов будет следующим:
Для управляемого моста:
Для не управляемого моста
L-база авто, B-колея авто, R-радиус поворота
Существуют два круга циркуляции мощности
· Первый включает в себя колеса, полуоси, редукторы мостов, карданные приводы мостов, элементы раздаточной коробки.
· Второй включает в себя колеса заднего моста, его полуоси, полуосевые шестерни, и сателлиты заблокированного дифференциала
Циркуляция паразитной мощности ведет к повышенным потерям и дополнительному износу элементов привода, шин.
Источник статьи: http://mydocx.ru/11-95614.html
Циркуляция мощности в трансмиссии автомобиля
Отсутствие дифференциалов между колесами и между мостами или их блокирование положительно влияет на проходимость автомобиля на скользких дорогах, но на дорогах с высокими сцепными свойствами трансмиссия нагружается дополнительными моментами. Происходит это из-за того, что на повороте левые и правые колеса должны проходить пути различной длины: колеса, расположенные ближе к центру поворота движутся по дуге меньшего радиуса и проходят меньший путь, а расположенные дальше от центра – больший. Следовательно, вращаться они должны с различными угловыми скоростями, что невозможно, если дифференциал не заблокирован.
Радиусы качения колес автомобиля практически всегда различны из-за различного давленияе в шинах, различной нагрузки на колеса, различного износа шин и т.п. При одинаковых оборотах проходимые колесами пути должны отличаться, что невозможно.
При отсутствии дифференциала или его блокировании колеса с меньшим радиусом будут тормозящими, а колеса с большим радиусом — тянущими. Движение в этом случае возможно только с проскальзыванием колес, причем скользить будут колеса с меньшей осевой нагрузкой. Торможение колес с меньшим радиусом или буксование колес с большим радиусом, но меньшей осевой нагрузкой, приведет к появлению в трансмиссии автомобиля ц и р к у л и —
р у ю щ е й (“паразитной”) мощности.
Подведенная к мосту с колесами большого радиуса мощность Nк распределяется в этом случае следующим образом (рис. 126):
где Ny — мощность, расходуемая на преодоление сопротивления качению колес и подъема при движении автомобиля; Nв — мощность, расходуемая на преодоление сопротивления воздуха; Nj — мощность, расходуемая на разгон автомобиля; Nц — мощность, циркулирующая в трансмиссии автомобиля; Nск — мощность, расходуемая на проскальзывание колес.
Рис. 126. Циркуляция мощности в трансмиссии полноприводного автомобиля при заблокированном межосевом дифференциале
Циркулирующая мощность в трансмиссии автомобиля определяется
где Gк‘ — весовая нагрузка, приходяшаяся на менее нагруженный мост полноприводного двухосного автомобиля; j — коэффициент сцепления колеса с дорогой; rм — радиус колеса более нагруженного моста; wк — угловая скорость колеса.
Мощность, расходуемая на скольжение колес менее нагруженного моста:
где rб — радиус колеса менее нагруженного моста.
Определение других составляющих Nк было рассмотрено ранее.
При движении автомобиля в дифференциале повышенного трения совершается работа трения, приводящая к потери мощности двигателя, увеличенному износу шин и расходу топлива, что сдерживает распространение таких дифференциалов.
С целью упрощения конструкции полноприводных автомобилей, а также для исключения появления мощностей Nц и Nск привод к управляемым мостам нередко делается отключаемым. Дифференциал в раздаточной коробке в этом случае не требуется. В полноприводных легковых автомобилях ставится автоматическая межосевая муфта, включающая привод заднего ведущего моста только при буксовании колес переднего постоянно включено моста.
В трехосных автомобилях, если расстояние между вторым и третьим мостами минимальное, дифференциал между этими мостами не ставится. На повороте колеса этих мостов идут почти по одной колее, разница в пройденных путях незначительная, дифференциал практически не нужен. Отсюда незначительны и отрицательные последствия, которые сравнимы со стоимостью изготовления и ремонта сложного и дорогого дифференциала и механизма его блокирования.
Источник статьи: http://studopedia.ru/27_32867_tsirkulyatsiya-moshchnosti-v-transmissii-avtomobilya.html
Циркуляция мощности в трансмиссии автомобиля
Отсутствие дифференциалов между колесами и между мостами или их блокирование положительно влияет на проходимость автомобиля на скользких дорогах, но на дорогах с высокими сцепными свойствами трансмиссия нагружается дополнительными моментами. Происходит это из-за того, что на повороте левые и правые колеса должны проходить пути различной длины: колеса, расположенные ближе к центру поворота движутся по дуге меньшего радиуса и проходят меньший путь, а расположенные дальше от центра – больший. Следовательно, вращаться они должны с различными угловыми скоростями, что невозможно, если дифференциал не заблокирован.
Радиусы качения колес автомобиля практически всегда различны из-за различного давленияе в шинах, различной нагрузки на колеса, различного износа шин и т.п. При одинаковых оборотах проходимые колесами пути должны отличаться, что невозможно.
При отсутствии дифференциала или его блокировании колеса с меньшим радиусом будут тормозящими, а колеса с большим радиусом — тянущими. Движение в этом случае возможно только с проскальзыванием колес, причем скользить будут колеса с меньшей осевой нагрузкой. Торможение колес с меньшим радиусом или буксование колес с большим радиусом, но меньшей осевой нагрузкой, приведет к появлению в трансмиссии автомобиля ц и р к у л и —
р у ю щ е й (“паразитной”) мощности.
Подведенная к мосту с колесами большого радиуса мощность Nк распределяется в этом случае следующим образом (рис. 126):
где Ny — мощность, расходуемая на преодоление сопротивления качению колес и подъема при движении автомобиля; Nв — мощность, расходуемая на преодоление сопротивления воздуха; Nj — мощность, расходуемая на разгон автомобиля; Nц — мощность, циркулирующая в трансмиссии автомобиля; Nск — мощность, расходуемая на проскальзывание колес.
Рис. 126. Циркуляция мощности в трансмиссии полноприводного автомобиля при заблокированном межосевом дифференциале
Циркулирующая мощность в трансмиссии автомобиля определяется
где Gк‘ — весовая нагрузка, приходяшаяся на менее нагруженный мост полноприводного двухосного автомобиля; j — коэффициент сцепления колеса с дорогой; rм — радиус колеса более нагруженного моста; wк — угловая скорость колеса.
Мощность, расходуемая на скольжение колес менее нагруженного моста:
где rб — радиус колеса менее нагруженного моста.
Определение других составляющих Nк было рассмотрено ранее.
При движении автомобиля в дифференциале повышенного трения совершается работа трения, приводящая к потери мощности двигателя, увеличенному износу шин и расходу топлива, что сдерживает распространение таких дифференциалов.
С целью упрощения конструкции полноприводных автомобилей, а также для исключения появления мощностей Nц и Nск привод к управляемым мостам нередко делается отключаемым. Дифференциал в раздаточной коробке в этом случае не требуется. В полноприводных легковых автомобилях ставится автоматическая межосевая муфта, включающая привод заднего ведущего моста только при буксовании колес переднего постоянно включено моста.
В трехосных автомобилях, если расстояние между вторым и третьим мостами минимальное, дифференциал между этими мостами не ставится. На повороте колеса этих мостов идут почти по одной колее, разница в пройденных путях незначительная, дифференциал практически не нужен. Отсюда незначительны и отрицательные последствия, которые сравнимы со стоимостью изготовления и ремонта сложного и дорогого дифференциала и механизма его блокирования.
Источник статьи: http://poznayka.org/s28580t2.html
KUNST! Чем грозит полный привод на скользкой дороге
Полный привод по сравнению с моноприводом наиболее каверзен. В скольжение под газом могут отправиться все колёса. Причём они могут сделать это как одновременно, так и совершенно в произвольном порядке.
Если вы зайдёте в автосалон, где продаются полноприводные автомобили, и поинтересуетесь у менеджера, зачем, собственно, этот полный привод нужен, в ответ услышите длинную душещипательную лекцию. Аргументы будут настолько убедительны, что вам не останется ничего другого, кроме как уверовать в абсолютное превосходство таких машин над любым «недоприводом».
Для большинства полный привод — в первую очередь высокая проходимость. Конечно же это так. Но только отчасти. Ведь полный привод ставится на дорогие лимузины не для того, чтобы на них можно было ездить на рыбалку. Рекламные брошюры пестрят заявлениями: эти автомобили — самые безопасные в управлении, в любую погоду и на любом покрытии. Так ли?
Одним из преимуществ полного привода на дороге является эффективный разгон. Здесь всё просто. Тяга, развиваемая двигателем, делится не между двумя (как на моноприводе), а между четырьмя «катками». Следовательно, при ускорении и торможении двигателем сорвать колёса в снос здесь гораздо сложнее. Собственно поэтому полный привод получил широкое применение в автоспорте. Разгон на скользком покрытии намного интенсивнее.
Кроме того, такой тип привода не так «шарахает» в сторону на том же скользком или неоднородном покрытии. А насколько легче на полноприводнике перестраиваться из ряда в ряд через рыхлый снежный валик, образовавшийся между полосами движения! И в гражданских условиях водитель действительно чувствует себя намного увереннее и спокойнее. Не врёт реклама? А что если случится экстремальная ситуация? И тут возникают вопросы. За ответами мы отправились в Карелию, в школу водительского мастерства quattro.
Трудность полного привода в том, что реакции на увеличение и уменьшение газа не однозначны, как у монопривода. На заднеприводной машине возникнет занос задней оси, например, в скользком повороте при резком нажатии на газ. Произойдёт это под действием центробежной силы и невозможности шин при большом продольном проскальзывании воспринимать боковую силу. Если на скользком покрытии дать газу в вираже на переднеприводнике, в скольжение сорвётся передняя ось. В данном случае неважно, какой из типов привода предпочтительнее. Суть в том, что водитель на моноприводе знает, как поведёт себя автомобиль при подаче газа, и почти всегда способен однозначно реагировать на скольжение.
А вот какая из осей под тягой начнёт срываться в скольжение первой на полноприводнике, особенно если речь идёт о симметричном постоянном приводе, вопрос ещё тот… Здесь всё зависит не только от конструкции трансмиссии, её настроек и адекватности работы блокирующих дифференциалы устройств, но и от загрузки колёс. Если после сброса газа или очередного торможения больше загружена передняя ось, при манёвре наружу начнёт скользить ось задняя (занос). В случае если передние колёса в повороте и на грани скольжения, а вы хотите при этом заложить крутой манёвр, увеличение газа приведёт лишь к «знакомству» задних колёс с обочиной. Но и это ещё не всё. Прибавьте изменяющуюся нагрузку по бортам во время и после манёвров, постоянно меняющееся под колёсами покрытие и поймёте, насколько трудно новичку под тягой в скольжении управлять автомобилем с постоянным полным приводом. Но говорим мы всё это совсем не для того, чтобы при виде полноприводной машины волосы у вас вставали дыбом. Просто надо знать, как ею управлять и что она умеет. А умеет, поверьте, многое.
Итак, замёрзшее карельское озеро. Audi A6 TDI quattro. По обеим осям разработчики по традиции развели тягу в равной пропорции — 50 : 50. В «аудишных» трансмиссиях quattro применён самоблокирующийся дифференциал Torsen. Его название происходит от английских torque (крутящий момент) и sensing (чувствительность). Собственно, главная особенность этого дифференциала отражена уже в его словесном обозначении. Он способен менять степень блокировки в режиме реального времени, но не в зависимости от разности частот вращений приводных валов передней и задней осей, а в ответ на изменение крутящего момента на них. Иными словами, Torsen реагирует на изменение силы в пятнах контакта колёс с дорогой и увеличивает степень блокировки выходных валов относительно друг друга ещё до того, как колёса одной из осей сорвутся в скольжение. Torsen действует на опережение без всякой электроники, а только благодаря хитроумной конструкции.
Симметричный привод и умный дифференциал… Искушённому драйверу со спортивными амбициями трасса на озере — своего рода чистый холст, на которым при наличии определённого умения можно изобразить много чего. Автомобиль позволяет вытворять чудеса, «шестёркой» в скольжении можно крутить практически так, как заблагорассудится. Но лишь при правильных действиях газом и тормозом. Причём «бороться» с машиной, отлавливать и ждать, пока там подключится, не нужно — привод себя ведёт логично и понятно в любых условиях, несмотря на то что «наши» A6 были оснащены АКПП. Полный привод в сочетании с автоматическими коробками, как правило, наиболее каверзен, поскольку тяга, которая так нужна «прямо сейчас», часто запаздывает раздумий «автомата». Но «аудишную шестиступку» ругать за нерасторопность не приходилось.
Если хорошенько нагрузить переднюю ось во время торможения и качнуть руль в сторону поворота, автомобиль начнёт скользить задней осью наружу. Стоит в этот момент слегка поддать газу, машина сорвётся в занос. Распрямляем руль, чуть-чуть газа, и занос сменяется управляемым скольжением всеми четырьмя колёсами. Здесь главное — не переборщить с подачей топлива и грамотно (не отклоняя на большие углы управляемые колёса) работать рулём и тормозом, сохраняя баланс, необходимый для прохождения дуги в управляемом скольжении.
На выходе из поворота самоблок-торсен также не оставит без внимания заднюю ось. При разгоне задние колёса нагружаются, и здесь тяги (если грамотно работать с подачей топлива) будет ровно столько, сколько необходимо для максимально возможного ускорения. Возможно, вы почувствовали, что скольжение задней оси грозит глубоким заносом, потерей управляемости и бесконтрольным разворотом. В таком случае достаточно немного добавить газку, сорвать переднюю ось в скольжение и подправить траекторию рулём. И несмотря на то что машина будет скользить по заданной дуге вперёд боком, траектория станет распрямляться, и вам удастся избежать разворота…
Конечно, нюансов — миллиард! Но всё же грамотно заточенный полный привод существенно облегчит жизнь. Ну а если вы обладаете навыками спортивного вождения, 4WD в ваших руках становится просто сокровищем. Нет, это не значит, что в повседневной езде дуги развязок и поворотов вы будете проходить на сумасшедшей скорости в боковом скольжении. Напротив. Зато при наличии в «инструментарии» приёмов активного управления и хорошо настроенного полноприводного автомобиля у вас больше шансов избежать на дороге неприятностей. Вот только постигать полноприводные премудрости можно до бесконечности.
Источник статьи: http://www.drive.ru/kunst/audi/4efb32c500f11713001e2211.html