Automobilová převodovka TPH, Ing. Bohuslav Novotný

Transkript

1 Automobilová převodovka TPH, Ing. Bohuslav Novotný

2 síla (N) Proč převodovka? 500 motor bez převodovky (i=1) ,5km/h 900 rpm 2 Přednáška ČVUT, TPH, B. Novotný, rychlost (km/h) 565km/h 5200 rpm (Pmax) 645,5km/h 6000 rpm

3 síla (N) Proč převodovka? Křivka jízdních odporů F res =F f +F air Fd= Fm Fres Fd> Fd< Fd<0 Fm motor bez převodovky (i=1) Rychlost (km/h) 3 Přednáška ČVUT, TPH, B. Novotný, 107,5km/h 900 rpm 565km/h 5200 rpm (Pmax) 645,5km/h 6000 rpm

4 Síla (N) Proč převodovka? křivka konstantního výkonu motoru Pmax i=16 hnací síla na kolech při zařazeném 1. převodovém stupni i= křivka jízdních odporů jízda po rovině i=5 i=4 i=3 500 i= rychlost (km/h) 4 Přednáška ČVUT, TPH, B. Novotný,

5 Proč převodovka? 5 Přednáška ČVUT, TPH, B. Novotný,

6 síla (N) Proč převodovka? Křivka jízdních odporů F res =F f +F air Fd= Fm Fres Fd> Fd< Fd<0 Fm motor bez převodovky (i=1) Rychlost (km/h) 6 Přednáška ČVUT, TPH, B. Novotný, 107,5km/h 900 rpm 565km/h 5200 rpm (Pmax) 645,5km/h 6000 rpm

7 Proč převodovka? 7 Přednáška ČVUT, TPH, B. Novotný,

8 Proč převodovka? 8 Přednáška ČVUT, TPH, B. Novotný,

9 Proč převodovka? 9 Přednáška ČVUT, TPH, B. Novotný,

10 Proč převodovka? 10 Přednáška ČVUT, TPH, B. Novotný,

11 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) - 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 Přednáška ČVUT, TPH, B. Novotný, + - Robotizovaná manuální převodovka (ASG) - Předlohová převodovka (přímý záběr) - Třecí spojka Manuální převodovka s automatickým řazením Vysoká účinnost Řazení s přerušením toku výkonu na kola automobilu Nižší jízdní komfort

12 Automatizovaná převodovka Řadící a volící členy, ventilový blok Pumpa, zásobník tlakového oleje Vedení hydrauliky, kabelové svazky Spojkový válec Řídící jednotka 12 Přednáška ČVUT, TPH, B. Novotný,

13 Automatická převodovka s hydrodynamickým měničem Hydrodynamischer Wandler Hydrodynamický měnič slouží jako rozjezdová spojka Planetová soukolí Řazení pomocí lamelových spojek a brzd Řazení elektrohydraulické elektrohydraulisch) Přemosťovací spojka Hydrodynamický měnič Pumpa Planetová soukolí Hydrodynamický měnič Turbína Diferenciál se stálým převodem 13 Přednáška ČVUT, TPH, B. Novotný,

14 Historie dvojspojkových převodovek DQ200 DQ250 DQ První studie Porsche 80r Porsche und Audi Mottorsport 2003 První DSG Volkswagen AG 2008 První sériová DSG se suchými spojkami 2010 Volkswagen AG 1940 První Patent A. Kégresse und Prof. R.Franke 14 Přednáška ČVUT, TPH, B. Novotný,

15 Dvojité spojky mokré versus suché spojky Suché spojky Výhody: + účinnost a cena - tepelné zatížení rozměry Mokré spojky Výhody: vysoké zatížení + robustní kompaktní rozměry - účinnost a cena DQ200 DQ500 DQ Přednáška ČVUT, TPH, B. Novotný,

16 Dvojspojkové převodovky 2 Koncepty 16 Přednáška ČVUT, TPH, B. Novotný,

17 Mechatronika 17 Přednáška ČVUT, TPH, B. Novotný,

18 Komfort řazení - teorie Řazení automatizovaných převodovek Zrychlení auta Zrychlení auta S přerušením hnací síly Řazení automatických převodovek - AQ a DQ Bez přerušení hnací síly čas M M Mk2 Mk1 Mm Mm Mk1 Mm Moment Motoru Mk1 Moment na spojce Pouze jedna spojka čas Mm Moment Motoru Mk1 Moment na spojce K1 Mk2 Moment na spojce K2 čas čas 18 Přednáška ČVUT, TPH, B. Novotný,

19 Zrychlení vozu (m/s2) Komfort řazení - měření 5 Ideální přeřazení 4 3 Zrychlení ideální stav Zrychlení- automatizovaná převodovka Zrychlení - automatizovaná převodovka 2 Zrychlení automatická převodovka AQ Zrychlení - automatická převodovka DQ , , t (s) Komfortní řazení - je řazení s malým gradientem podélného zpoždění/zrychlení 19 Přednáška ČVUT, TPH, B. Novotný,

20 Křížení momentu na dvojité spojce M(Nm) Moment na spojce K1 Moment na spojce K2 t (ms) 20 Přednáška ČVUT, TPH, B. Novotný,

21 Princip dvojspojkové převodovky Převodovky 2 R Dvojitá spojka Motor Převodovky 1 K2 K Přednáška ČVUT, TPH, B. Novotný,

22 Princip dvojspojkové převodovky Převodovky 2 R Dvojitá spojka Motor Převodovky 1 K2 K Přednáška ČVUT, TPH, B. Novotný,

23 Princip dvojspojkové převodovky Převodovky 2 R Dvojitá spojka Motor Převodovky 1 K2 K Přednáška ČVUT, TPH, B. Novotný,

24 Princip dvojspojkové převodovky Převodovky 2 R Dvojitá spojka Motor Převodovky 1 K2 K Přednáška ČVUT, TPH, B. Novotný,

25 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) Přednáška ČVUT, TPH, B. Novotný,

26 rychlost vozu [km/h] rychlost vozu [km/h] 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. křivka řazení NAHORU (z 2 na 3 stupeň) hystereze 2-3 křivka řazení DOLŮ (z 3 na 2 stupeň) 3-2 poloha pedálu plynu [%] poloha pedálu plynu [%] 26 Přednáška ČVUT, TPH, B. Novotný, 26

27 rychlost vozu [km/h] 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 Přednáška ČVUT, TPH, B. Novotný,

28 Podíl řazení do kopce 63% rychlost vozu [km/h] (37%) 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.) - DO KOPCE nad 16% (37%) 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% 63% Interpolační křivka řazení nahoru poloha pedálu plynu [%] Stoupání 5% Řazení nahoru (z 2 na 3 st.) ROVINA Stoupání 28 Přednáška ČVUT, TPH, B. Novotný,

29 rychlost vozu [km/h] 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 nad 16% Řazení nahoru DO KOPCE 5% Větší hmotnost vozu. Řazení nahoru DO KOPCE 5% prázdný vůz s řidičem. poloha pedálu plynu [%] Řazení nahoru ROVINA 29 Přednáška ČVUT, TPH, B. Novotný,

30 Variátor - CVT převodovka 30 Přednáška ČVUT, TPH, B. Novotný,

31 Manuální převodovka 31 Přednáška ČVUT, TPH, B. Novotný,

32 Dvojspojková převodovka 32 Přednáška ČVUT, TPH, B. Novotný,

33 Děkuji.