Automobilová převodovka TPH, Ing. Bohuslav Novotný

Automobilová převodovka TPH, Ing. Bohuslav Novotný 06.05.2015

Proč převodovka? 500

síla (N)

motor bez převodovky (i=1)

0 0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

rychlost (km/h) 107,5km/h 900 rpm 2

Přednáška ČVUT, TPH, B. Novotný,

565km/h 5200 rpm (Pmax)

645,5km/h 6000 rpm

Proč převodovka? 14000 13000 12000

Křivka jízdních odporů

Fres=Ff+Fair

11000 10000

Fd= Fm – Fres Fd>0

síla (N)

9000 8000 7000 6000 5000

Fd<0

4000 3000

Fd<0

2000 1000

motor bez převodovky (i=1) Fm

0 0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

Rychlost (km/h) 107,5km/h 900 rpm 3


565km/h 645,5km/h 5200 rpm 6000 rpm (Pmax)

Proč převodovka? 6500

křivka konstantního výkonu motoru Pmax

6000 5500

i=16

5000

hnací síla na kolech při zařazeném 1. převodovém stupni

4500

Síla (N)

4000 3500 3000

i=9

2500

křivka jízdních odporů – jízda po rovině

2000

i=5

1500

i=4

1000

i=3

i=1

500 0 0

20

40

60

80

100

120

rychlost (km/h)

4


140

160

180

200

Proč převodovka?

5


Proč převodovka? 14000 13000 12000

Křivka jízdních odporů

Fres=Ff+Fair

11000 10000

Fd= Fm – Fres Fd>0

síla (N)

9000 8000 7000 6000 5000

Fd<0

4000 3000

Fd<0

2000 1000

motor bez převodovky (i=1) Fm

0 0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

Rychlost (km/h) 107,5km/h 900 rpm 6


565km/h 645,5km/h 5200 rpm 6000 rpm (Pmax)

Proč převodovka?

7


Proč převodovka?

8


Proč převodovka?

9


Proč převodovka?

10


Typy automobilových převodovek

Manuální převodovka

Klasická automatická převodovka

- Předlohová převodovka (přímý záběr) - Třecí spojka

+

Vysoká mechanická účinnost –› nízká spotřeba. Přímý vazba otáček motoru a rychlost jízdy Sportovní chování / jízdní dynamika

-

Nízký komfort ovládání

- Planetová převodovka - Hydrodynamický měnič

+

-

Vysoký komfort ovládání Řazení bez přerušení toku výkonu

Nižší účinnost

Dvojspojková převodovka (DSG) Robotizovaná manuální převodovka (ASG)

- Dvě paralelně pracující předlohové převodovky - Dvě třecí spojky

+

Spojení výhod manuální + automatické převodovky Vysoká účinnost –› nízká spotřeba Sportovní chování / jízdní dynamika Vysoký komfort ovládání 11


- Předlohová převodovka (přímý záběr) - Třecí spojka

+

Manuální převodovka s automatickým řazením Vysoká účinnost

-

Řazení s přerušením toku výkonu na kola automobilu Nižší jízdní komfort

Automatizovaná převodovka

Řadící a volící členy, ventilový blok Spojkový válec

Pumpa, zásobník tlakového oleje

Vedení hydrauliky, kabelové svazky

Řídící jednotka

12


Automatická převodovka s hydrodynamickým měničem Hydrodynamický měnič Hydrodynamischer Wandler Hydrodynamický měnič slouží jako rozjezdová spojka Planetová soukolí Řazení pomocí lamelových spojek a brzd Řazení elektrohydraulické elektrohydraulisch)

– – – – –

Pumpa

Přemosťovací spojka

Hydrodynamický měnič Planetová soukolí Turbína

Diferenciál se stálým převodem

13


Historie dvojspojkových převodovek DQ200 DQ500 DQ250

1969 První studie Porsche 1940 První Patent – A. Kégresse und Prof. R.Franke

14


80r Porsche und Audi Mottorsport

2003 První DSG Volkswagen AG

2010 2008 První Volkswagen AG sériová DSG se suchými spojkami

Dvojité spojky – mokré versus suché spojky Suché spojky

Mokré spojky

Výhody: + účinnost a cena - tepelné zatížení rozměry

Výhody: vysoké zatížení + robustní kompaktní rozměry - účinnost a cena

DQ200

15


DQ500

DQ250

Dvojspojkové převodovky – 2 Koncepty

16


Mechatronika

17


Komfort řazení - teorie

Zrychlení auta

Řazení automatizovaných převodovek S přerušením hnací síly

Mm

M

Mm … Moment Motoru Mk1 … Moment na spojce Pouze jedna spojka

Mk1

čas

čas

Zrychlení auta

Řazení automatických převodovek - AQ a DQ M

Bez přerušení hnací síly

Mk2

čas 18

Mm


Mm … Moment Motoru Mk1 … Moment na spojce K1 Mk2 … Moment na spojce K2

Mk1

čas

Komfort řazení - měření Ideální přeřazení 5 4

Zrychlení vozu (m/s2)

Zrychlení – ideální stav 3

Zrychlení- automatizovaná převodovka 1 Zrychlení - automatizovaná převodovka 2

2

Zrychlení – automatická převodovka AQ

1

Zrychlení - automatická převodovka DQ

0 824

824,5

825

825,5

826

-1 -2

t (s)

Komfortní řazení - je řazení s malým gradientem podélného zpoždění/zrychlení

19


Křížení momentu na dvojité spojce

M(Nm)

Moment na spojce K1

Moment na spojce K2

t (ms)

20


Princip dvojspojkové převodovky Převodovky 2

R 6

4

Převodovky 1

7

21


5 3 1

Dvojitá spojka Motor

2

K2

K1


R 6

4

Převodovky 1

7

22


5 3 1


2

K2

K1


R 6

4

Převodovky 1

7

23


5 3 1


2

K2

K1


R 6

4

Převodovky 1

7

24


5 3 1


2

K2

K1

Aplikace automatické převodovky – hlavní vstupní informace

• poloha plynového pedálu (moment motoru)

• rychlost vozu

(otáčky motoru + zařazený převodový stupeň)

• stoupání/klesání vozovky (výpočet jízdních odporu - ŘJ převodovky) • informace ze snímačů převodovky: - otáčky hřídelí - teplota dílů a oleje převodovky - polohy ovladačů spojek (DSG) - polohy řadících členů (DSG) - ……..

25


Aplikace automatické převodovky - strategie řazení na rovině Řadící strategie je soubor řadících křivek pro řazení na vyšší stupeň (nahoru) a na nižší stupeň (dolů). Řadící křivky jsou definovány rychlostí vozu a polohou pedálu plynu. Křivka řazení nahoru leží - při stejné poloze pedálu plynu - ve vyšších rychlostech oproti křivce řazení dolů. Tento odstup (hystereze) zamezuje cyklickému řazení.

rychlost vozu [km/h]


křivka řazení NAHORU (z 2 na 3 stupeň)

hystereze

3-˃2

křivka řazení DOLŮ (z 3 na 2 stupeň) poloha pedálu plynu [%]

poloha pedálu plynu [%]

26 26

2-˃3


Aplikace automatické převodovky - strategie řazení ve stoupání nad ca 16% Sklon kopce není měřen, ale je řídící jednotkou převodovky vypočítáván Řadící křivka pro jízdu na rovině je výrazně závislá na poloze plynového pedálu. Se vzrůstajícím nášlapem plynu řadí převodovka při vyšší rychlosti vozu.


křivka řazení nahoru (z 2 na 3 st.) DO KOPCE nad 16% Řadící křivka pro jízdu do kopce (cca 16% a výš) odpovídá max otáčkám motoru a je na poloze plynu téměř nezávislá.

Řadící křivka nahoru (z 2 na 3 stupeň) ROVINA poloha pedálu plynu [%]

27


Aplikace automatické převodovky - strategie řazení ve stoupání do ca 16% Ve stoupání do 16% ŘJ interpoluje mezi řadící křivkou pro rovinu a pro stoupání 16% a víc. Interpolace není lineární, je definována interpolační křivkou.

Řazení nahoru (z 2 na 3 st.) – příkl: DO KOPCE 5% interpolace mezi řazením ROVINA a DO KOPCE odpovídá 63% podílu řadící křivky do kopce 16%

(37%)

poloha pedálu plynu [%] Řazení nahoru (z 2 na 3 st.) ROVINA

63%

(37%)

63%

Podíl řazení do kopce


Řazení nahoru (z 2 na 3 st.) - DO KOPCE nad 16%

Interpolační křivka řazení nahoru

Stoupání 5%

Stoupání 28


Aplikace automatické převodovky - strategie řazení ve stoupání + vliv hmotnosti vozu Vyšší hmotnost vozu řídící jednotka vyhodnotí (vypočítá) jako větší stoupání než skutečné


Více naložený vůz proto řadí ve stejném kopci při vyšších otáčkách.

větší hmotnost vozu

Řazení nahoru – DO KOPCE 5% Větší hmotnost vozu. Řazení nahoru – DO KOPCE 5% prázdný vůz s řidičem.

poloha pedálu plynu [%]

29


Řazení nahoru DO KOPCE nad 16%

Řazení nahoru ROVINA

Variátor - CVT převodovka

30


Manuální převodovka

31


Dvojspojková převodovka

32


Děkuji.

Automobilová převodovka TPH, Ing. Bohuslav Novotný

Recommend Documents