23.Принципиальная схема трансмиссии гибридного автомобиля Lexus gs450h
Для Lexus GS450 потребовалась совершенно новое компоновочное решение. Это было обусловлено не только с расположением ДВС и приводом на задние колеса, но и необходимостью достижения высоких эксплуатационных характеристик. Проектирование трансмиссии с учетом габаритов существующих шестискоростных автоматических трансмиссий потребовало уменьшения диаметра электромоторов при увеличении их установочной мощности. Принятое решение схематично показано на рисунке 8а, а на рисунке 8б показан поперечный разрез этой трансмиссии.
Рис.8 а) б)
В трансмиссии GS450 электромотор В соединен с БЦК основного планетарного ряда с помощью двухскоростной планетарной коробки передач, построенной по схеме Равенье. Обе передачи этой коробки понижающие, на первой передаче передаточное отношение равно 3,9, а на второй 1,9. Переключение с первой передачи на вторую происходит, приблизительно, при 80 км/ч. Такое решение позволило спроектировать трансмиссию, которая по габаритам вписалась в существующую платформу автомобиля, и передает соответствующую мощность, необходимую для быстрого разгона.
24. Назначение, основные компоненты антиблокировочной системы автомобиля. Датчики частоты вращения колеса и их принцип действия.
Блокировка колес автомобиля в процессе торможения крайне нежелательна, так как увеличиваются тормозной путь и вероятность заноса автомобиля. Антиблокировочная система препятствует блокировке колес при резком торможении, благодаря чему полностью сохраняется управляемость автомобиля.
Основной задачей АБС является поддержание в процессе торможения автомобиля такого тормозного момента, который при данном состоянии дорожного покрытия исключает возможность блокировки колес и обеспечивает максимально возможный эффект торможения.
1 - трубопровод; 2,5 и 6 - соответственно перепускной, управляющий и редукционный клапаны; 3 - поршень; 4 - плунжер; 7 - трубопровод задних тормозных механизмов; 8 - главный тормозной цилиндр; 9 - воздуховод; 10 -компьютер; 11 -датчикскорости колеса
Для решения данной задачи АБС должна в зависимости от характера изменения частоты вращения затормаживаемых колес автоматически изменять давление в цилиндрах или тормозных камерах исполнительных тормозных механизмов. При этом необходимо обеспечить высокое быстродействие регулирования давления, для чего используют быстродействующие клапанные устройства с электромагнитным приводом (так называемые модуляторы давления).
Для обеспечения нормального функционирования системы она должна непрерывно сравнивать скорость автомобиля и частоту вращения затормаживаемого колеса. Основная трудность решения этой задачи связана с отсутствием надежных и простых методов определения скорости автомобиля, т.е. методов, не связанных с измерением частоты вращения его колес. Поэтому для оценки скорости автомобиля в АБС используют те или иные косвенные методы. Один из алгоритмов основан на сопоставлении реальной частоты вращения колеса и так называемой опорной частоты вращения, рассчитываемой в каждый момент времени системой управления. Принципиальная схема АБС приведена на рис.1.
Основными компонентами антиблокировочной тормозной системы являются: регулятор давления, изменяющий тормозное усилие, которое прикладывается к колесу; компьютер, анализирующий изменение скорости колеса, а также обеспечивающий управление давлением в регуляторе; датчики частоты вращения колеса, устанавливаемые в колесных узлах автомобиля.
Колесные датчики
Колесные датчики подвержены вибрациям, ударам, влиянию агрессивных сред, низких (-60 °С) и высоких (120 °С) температур. Следовательно, эти датчики должны быть устойчивыми к воздействию перечисленных факторов, кроме того, быть дешевыми, простыми в эксплуатации, а в случае выхода из строя - легко монтироваться и демонтироваться.
Как показали исследования, из всех существующих датчиков частоты вращения всем этим требованиям в наибольшей степени удовлетворяют магнитоэлектрические пальчикового типа с открытой магнитной цепью датчики, выпускаемые германскими фирмами «Bosch» и «Vabco», а также максимально унифицированные с ними по своим установочным размерам (длина стакана-пальца 40 мм, диаметр 16,8 мм), отечественные КМЭД-4М-1989 (разработаны НПКО АНТ-3 по заказу НПО «Автоэлектроника»).
Магнитный поток в таких датчиках коммутируется ферромагнитным коммутатором в виде зубчатого колеса-ротора 3 (рис. 2), напрессованного на крышку 2 сальника ступицы 1 колеса автомобиля, причем зубья колеса-ротора передних колес расположены по торцу, задних - по образующей наружной поверхности колеса-ротора, что связано с конструктивными различиями передних и задних тормозных узлов автомобиля.
Датчики 5 передних колес установлены в цапфе 7, задних - в приливе на кожухе полуоси. Они крепятся при помощи цилиндрической не ферромагнитной пружины 4 в немагнитной втулке 6. Данный способ крепления, с одной стороны, позволяет уменьшить влияние ферромагнитных масс колес автомобиля на работу датчиков, с другой - облегчает их монтаж-демонтаж и самоустановку с минимально возможным зазором между торцом датчика и зубьями колеса-ротора.
Рис. 2. Магнитоэлектрический датчик пальчикового типа с открытой магнитной цепью
Датчик в гнезде ставится «до упора», поэтому зазора между его торцом и зубом колеса практически нет. При прокручивании колеса датчик, касаясь своей торцевой поверхностью зубьев колеса-ротора, перемещается от него на минимально возможное расстояние и удерживается в этом положении за счет сил трения между его наружной поверхностью, внутренней поверхностью пластинчатой пружины.
Рассмотрим устройство магнитоэлектрических датчиков, применяемых в АБС и ПБС.
Основные элементы датчика EPD 28879А (рис.3) фирмы «Bosch» - магнит 5 и катушка, соединенные наконечником-стержнем 1 из магнитомягкого материала (каркас 2 катушки спрессован в горячем состоянии по буртику стержня 1 и составляет с ним единое целое). Выводы обмотки 3 катушки подключены к цилиндрическим штырям, которые вместе с южным полюсом магнита 5, латунной фиксирующей трубкой 8 и экранированным двужильным кабелем 12 также опрессованы высокотемпературной пластмассой в корпусе 7. Магнит и обмотка защищены от воздействия окружающей среды стаканом 4 из немагнитной стали, завальцованным через резиновый уплотнитель 6 по буртику на корпусе 7. Вывод кабеля закрыт резиновой трубкой 11, которая на датчике крепится обжимным кольцом 10 через латунную подкладку 9. Второй конец трубки прижимается к кабелю посредством резинового кольца 13.
Достоинством датчика является его жесткость (даже монолитность), в то время как вывод выполнен мягким (эластичным), что особенно важно, учитывая условия его работы; недостатки - сложность изготовления (в целях обеспечения соосности всей магнитной системы необходимо добиться высокой точности изготовления поверхностей магнита и стержня), невысокая чувствительность.
Рис.3. Магнитоэлектрический датчик EPD 28879A - фирмы «Bosch»
Устройство датчика фирмы «Vabco» 224W042 идентично рассмотренному, хотя у него есть особенности: объем магнита увеличен, причем его полюсный наконечник-стержень, соединенный с южным полюсом магнита, является концентратором магнитного потока, объем же катушки, наоборот, уменьшен за счет намотки ее более тонким проводом; внешняя часть (головка) покрыта силиконовой резиной. Благодаря этим усовершенствованиям, а также более высокому уровню технологии изготовления выходные характеристики датчика выше, чем датчика фирмы «Bosch». Однако на универсальном оборудовании его выпускать невозможно: для его производства требуются специальные материалы, особые оборудование и оснастка, применение которых в мелкосерийном производстве нерентабельно.
В отличие от рассмотренных датчиков зарубежных фирм, отечественный КМЭД-4М-1989 имеет весьма простую и оригинальную конструкцию (рис.4). В нем кабель для снятия информации расположен вдоль оси, постоянных магнитов - два, причем они самарий-кобальтовые (КС10ММ27) и уменьшенного объема; дополнительно введен верхний полюсный наконечник 2 в целях увеличения чувствительности; полости залиты компаундом 1 на основе эпоксидной смолы.
Рис.4. Отечественный магнитоэлектрический датчик КМЭД-4М-1989
Датчик технологичен, дешев, надежен и, самое главное, как показали исследования (табл.), по чувствительности превосходит зарубежные аналоги. Он применим и в других областях машиностроения - там, где требуется точная информация о характеристиках вращающихся масс.