Что такое система векторизации крутящего момента и как она работает?

Переднеприводные автомобили.

Также как и в заднеприводных моделях автомобилей в переднеприводных машинах  используется точно такая же система векторизации крутящего момента. Она используется и применяется для купирования а также борьбы с такой болезнью FWD машин, как недостаточная поворачиваемость.

В большинстве случаев, как допустим на автомобилях Ford Focus или Mercedes-Benz CLA используется система подтормаживания внутреннего переднего колеса, одновременно с которым происходит и увеличение крутящего момента на противоположном внешнем ведущем колесе, что и позволяет «ввинтить» автомобиль в поворот.

А вот в современных автомобилях Мазда данная система векторизации крутящего момента получила для себя еще одну важную функцию, и, с ее помощью теперь вес автомобиля перераспределяется на ее переднюю ось, что позволяет улучшить отклик на поворот руля и на общую управляемость автомобилем.

Задачи, которые решает VSM

Если попытаться обобщить, какие задачи решает подобная интегрированная система, то можно отметить следующее:

1. облегчение усилия на руле при парковке и маневрировании на малой скорости;
2. увеличение на большой скорости крутящего момента рулевого колеса;
3. увеличение реактивного усилия колес при их возврате в среднее положение;
4. корректировка положения передних колес при движении по дороге с уклоном, боковом ветре, различии давления в колесах;
5. повышение устойчивости (курсовой).

Таким образом, стабилизацией положения автомобиля на дороге в процессе движения, система VSM занимается точно так же, как ESP, ABS и другие аналогичные по назначению устройства. Разница между ними будет заключаться в том, что VSM через электромеханический усилитель оказывает воздействие на рулевое колесо, а не на тормоза

. Иными словами, объединяется воздействие на руль и тормоза.

Особенно это актуально, когда происходит разгон или торможение на разной поверхности (одно колесо на льду, воде или ином покрытии, другое на асфальте). Как правило, в результате автомобиль начинает тянуть в сторону. Для исправления ситуации на рулевой механизм подаются управляющие сигналы, корректирующие положение авто. В принципе, рассмотренная ситуация является типичной для работы подобной системы управления. Возможность возникновения заноса, может повториться при резком маневрировании, в таком случае VSM также поможет удержать автомобиль от заноса.

Необходимо отметить, что подобное устройство не входит в стандартную комплектацию автомобиля.

Такая система активного контроля, как VSM, в первую очередь обеспечивает устойчивость автомобиля на курсе, при его движении по отличающемуся покрытию под разными колесами. В этом случае формируются не только сигналы на притормаживание отдельного колеса, но и на рулевое управление, благодаря чему авто продолжает двигаться по заданному курсу, и удается избежать его заноса.

Автор Добрый, но быаваю и злой!

задал вопрос в разделеВыбор автомобиля, мотоцикла Что такое интегрированная система активного управления в автомобиле и стоит ли переплачивать за нее при покупке авто? и получил лучший ответ

Ответ от F Система интегрированного управления динамикой автомобиля (Vehicle Dynamics Integrated Management, VDIM) VDIM — это электронная система стабилизации автомобиля, в которой интегрированы все известные системы активной безопасности, усилители руля и управление двигателем. Располагая полной информацией о текущем состоянии, получаемой с датчиков, расположенных по всему автомобилю, VDIM не только оптимизирует работу системы антиблокировки тормозов, системы pacпpeдeлeния тopмoзнoгo ycилия, противозаносной и противопробуксовочной систем, но и улучшает основные динамические характеристики автомобиля. VDIM одновременно контролирует силовую установку, трансмиссию и систему торможения в соответствии с условиями движения, а также стабилизирует поведение автомобиля на дорожном покрытии с низким коэффициентом сцепления. Новая система управления динамикой не столь «навязчива» , как обычные системы контроля устойчивости, но при этом намного более эффективна: если обычные системы безопасности активируются сразу после того, как был достигнут предел технических возможностей автомобиля, VDIM активизируется задолго до наступления этого момента. В результате расширяются рамки работы систем активной безопасности, и за счет этого обеспечивается более мягкое и предсказуемое поведение автомобиля, так как эти системы действуют точнее, более мягко и гибко

На чтение 4 мин.

интегрированная система активного управления vsm. В статье описано основное назначение системы, принципы ее работы и взаимодействия с иными службами безопасности авто.

Аварии автокатастрофы ежегодно уносят миллионы человеческих жизней. Шокирующая цифра напрямую связана с количеством автомобилей, которое в мире уже достигло неких астрономических показателей. Именно поэтому инженеры при разработке современных автомобилей во главу угла ставят безопасность водителя и пассажиров. Одним из последних изобретений современных инженеров, на сегодняшний день является интегрированная система vsm. По сути это именно то, что поможет водителю даже в самой сложной и экстремальной дорожной ситуации при помощи активного управления автомобилем.

Однако понять ее принцип действия, можно только разобравшись с принципами работы самых известных систем безопасности, которые сегодня знакомы многим.

Распределение моментов

Соотношение моментов при распределении бывает разным – симметричным и несимметричным. Первый вариант описан выше – такой узел при движении на ровном участке дороги распределяет момент одинаково на обе полуоси, а его изменение происходи только при изменении условий движения.

Несимметричные дифференциалы отличаются тем, что передача вращения между двумя осями осуществляется в определенной пропорции, причем неравной. К примеру, на многих кроссоверах используется межосевой дифференциал с соотношением 40/60. Это означает, что крутящий момент, поступающий на раздаточную коробку, делится и на передний ведущий мост поступает 40% вращения, а на задний – 60%. В этом случае передняя ось является больше вспомогательной, позволяющей повысить проходимость, основным же выступает задний мост.

Несимметричное распределение вращения обеспечивают и муфты, которые устанавливаются вместо межосевого дифференциала. При этом муфты позволяют обеспечивать распределение вращения не в строго заданной пропорции, а в целом диапазоне. То есть, на ряде авто с постоянным полным приводом, в зависимости от условий движения, муфта может менять соотношение от 40/60 до 0/100.

Функции механических передач

Главная функция механических передач — это предать кинетическую энергию от ее источника к потребителям, рабочим органам. Помимо главной, передаточные механизмы выполняют и дополнительные функции:

• Изменение числа оборотов и крутящего момента. При постоянном количестве движения изменения этих величин обратно пропорциональны. Для ступенчатого изменения применяют сменные зубчатые пары, для плавного подходят ременные или торсионные вариаторы.
• Изменение направления вращения. Включает как обычный реверс, так и изменение направления оси вращения с помощью конических, планетарных или карданных механизмов.
• Преобразование видов движения. Вращательного в прямолинейное, непрерывного в циклическое.
• Раздача крутящего момента между несколькими потребителями.

Механические передачи выполняют и другие вспомогательные функции.

Принцип работы

Для примера рассмотрим принцип работы самого распространенного типа дифференциала – конического. Состоит такой узел из корпуса, шестеренок, закрепленных на полуосях, а также сателлитов.

Устройство симметричного конического дифференциала

Компоновка дифференциала такая – корпус зафиксирован на ведомом шестеренчатом колесе главной передачи. Внутри него на жестко закрепленных осях расположены сателлиты. Полуоси, передающие вращение на колеса, своими концами заходят в корпус. Полуосевые шестеренки имеют постоянное зацепление с шестернями-сателлитами. В общем, все достаточно просто.

Сателлиты имеют две степени движения. Они зафиксированы на осях в корпусе, поэтому и вращаются вместе с ведомым шестеренчатым колесом главной передачи. Также они могут крутиться и вокруг своей оси.

При прямолинейном передвижении колеса ведущей оси испытывают одинаковое сопротивление, поэтому момент делится по полуосям равномерно. Сателлиты в этом случае вращаются лишь с корпусом, а относительно своих осей они неподвижны.

При вхождении в поворот, колесо, движущееся по внутренней стороне, испытывает повышенное сопротивление, по сравнению с внешним. Поскольку жесткой связи между ними нет, то из-за возникшего сопротивления внутреннее колесо замедляется и возникает разница в угловых скоростях на полуосях. Это приводит к тому, что сателлиты начинают крутиться на осях, передавая больший момент на полуось колеса, движущегося по внешней стороне. То есть, благодаря дифференциалу замедление одного колеса приводит к ускорению второго.

Но в функционировании дифференциала есть один существенный недостаток – при потере сопротивления на одном колесе узел весь крутящий момент подаст на него. В результате, при вывешивании одного из ведущих колес или его попадании на скользкий участок, все вращение пойдет на него, второе же колесо остановиться – автомобиль окажется обездвиженным. Для борьбы с этим негативным качеством используются блокировки, которые предотвращают подачу всего крутящего момента только на одну полуось.

Лабораторный стенд. «Рабочие процессы механизмов распределения мощности» РП-МРМ

Динамический нагрузочный стенд должен включать в себя смонтированные на мобильном основании силовой электродвигатель, связанный с редуктором ведущего моста транспортного средства, в который устанавливается типовой механизм распределения мощности, выходные валы которого соединены с нагружающим устройством для моделирования различных режимов движения транспортного средства, а также панель управления. Комплект типовых механизмов распределения мощности должен включать в себя конический дифференциал с принудительной блокировкой, кулачковый дифференциал, шестеренный дифференциал повышенного трения, шариковый дифференциал. Нагружающее устройство должно обеспечивать имитацию различных режимов движения (прямолинейное движение, движение в повороте с различной кривизной траектории, движение в условиях различного по сцепления колес с опорной поверхностью) при различной внешней нагрузке (момент сопротивления движению в диапазоне от 0 до 200 Нм). Управление стендом должно осуществляться с панели управления и обеспечивать плавное регулирование нагрузки.

Стенд должен быть собран на мобильной силовой раме размерами не более 810х2000х1000мм. Рама должна быть изготовлена из стального проката покрытого эмалью и снабжена колесами с фиксаторами, обеспечивающими её неподвижность при работе и мобильность при перемещении. На конструктивных элементах динамического стенда должны быть установлены датчики: частоты вращения приводного вала (измеряемый диапазон не менее 0 – 1500 об/мин) (1 шт.); частоты вращения правого выходного вала механизма распределения мощности (измеряемый диапазон не менее 0 – 3000 об/мин) (1 шт.); частоты вращения левого выходного вала механизма распределения мощности (измеряемый диапазон не менее 0 – 3000 об/мин) (1 шт.); крутящего момента приводного вала (измеряемый диапазон не менее 0 – 30 Нм) (1 шт.); крутящих моментов правого и левого выходных валов механизма распределения мощности (измеряемый диапазон не менее 0 – 300 Нм) (1 шт.).В панели управления стендом должен быть смонтирован модуль сбора и анализа информации, выполненный на базе контроллера типа MRM 1_0 с прошивкой аналогичной SARGAS 2.09 (или эквивалент). Модуль должен иметь разъем для подключения ЭВМ.

Модуль сбора и анализа информации должен обеспечивать регистрацию следующих параметров динамического нагрузочного стенда:– частота вращения приводного вала;– частоты вращения правого и левого выходных валов механизма распределения мощности;– крутящего момента приводного вала;– крутящих моментов правого и левого выходных валов механизма распределения мощности.

Результаты измерения указанных выше параметров должны поступать в ЭВМ по специальному кабелю. В ЭВМ должна быть установлена программа, типа MRM PC 1_1 позволяющая на основе полученных данных строить графики зависимости указанных величин друг от друга (не менее двух) в режиме реального времени, и иметь возможность сохранения полученных графиков на жестком диске для дальнейшей обработки.

Компания ООО «Денар-проф» готова предложить своим клиентам, произвести и поставить учебные стенды по автомобильной и дорожно-строительной технике для ВПО, СПО, НПО. Мы предлагаем Вашему вниманию стенд, стоимость комплекта 807060 руб. Стоимость указана актуальная и действует на 1 квартал 2019 года. Мы готовы как к осуществлению поставки оборудования, так и к полному формированию проекта, подготовке всей необходимой документации и укомплектованию лабораторию «под ключ». Наша компания на практике подтверждает свою мобильность и надежность. Качество учебных и лабораторных стендов находится на высоком уровне, вся продукция проходит ОТК. Оборудование производится в нужные для Вас сроки и по доступной цене.

Нашими клиентами уже стали сотни университетов, техникумов, колледжей и училищ по всей России и странам ближнего зарубежья. Надеемся на плодотворное сотрудничество!

Подвеска

Главную роль в управляемости машины играет подвеска. На обычных автомобилях она сконструирована так, чтобы параметры управляемости и мягкости были примерно равны друг другу. Так как это прямо пропорциональные характеристики, развитие одной из них станет причиной ухудшения другой. Например, если вы хотите сделать машину более управляемой, то вам придется сделать ход более жестким и менее комфортным. Что стоит изменить в подвеске, чтобы автомобиль стал лучше вести себя на дороге?

Пружины подразделяются на мягкие и жесткие. Первые обеспечивают более мягкую езду, а вторые способны быстро реагировать на изменяющиеся условия. Для тюнинга подвески выбирают жесткие пружины, которые можно отличить по синему или зеленому цвету

Если уж вы решили заменить пружины, то не стоит обходить вниманием и амортизаторы. Лучше всего на управляемость воздействует газовый амортизатор, который способен обеспечить своевременное сжатие и отбой

В результате колеса лучше контактируют с дорогой и пятно контакта увеличивается. Опоры стоек меняются не всегда, а только в том случае, если амортизатор крепится к ним при помощи шарниров. Качественные опоры хорошо поглощают вибрации и положительно влияют на отзывчивость систем управления. Сайлентблоки в подвеске позволяют смягчать удары во время езды. Если выполнить замену штатных сайлентблоков на полиуретановые, то увеличивается жесткость подвески и, как результат, управляемость автомобиля.

Система полного привода с активным распределением крутящего момента (ACT)

Новые модели Subaru уже используют третий вариант систем полного привода. В частности, она имеет множество сходств с предыдущей версией – тоже подразумевает использование электронно-управляемой многодисковой системы в отношении 60 на 40 со смещением крутящего момента на переднюю ось.

Тип полного привода act применяют на моделях Subaru Legacy 2014

Также данная AWD в имеет активное распределение крутящего момента, называемой ACT. Благодаря оригинальной многодисковой муфте передачи такого момента с управлением при помощи электроники, распределение крутящего момента между осями в режиме реального течения времени соответствует условиям передвижения транспортного средства.

Подобная система полного привода позволяет увеличить как устойчивость, так и экономичность машины. Тип полного привода act применяют на моделях Subaru XV Crosstrek, Legacy 2014, Outback 2014, WRX и WRX STI 2015.

Можно ли полностью автоматизировать СУЗ

Иногда проще и значительно дешевле обучить необходимым навыкам ту систему, которая уже есть, чем приобретать новую. Специалист, который будет управлять запасом, должен своевременно подавать отчетность о резервах. Причем их всегда несколько классов:

• главный – как рабочий, так и тот, кто остается на случай задержек и роста сбыта;
• временный – тот, кто растет или падает в сезон, брак и неликвидная продукция.

Следить за этим предстоит с учетом всех изменений

Важно уметь проводить анализ множества факторов. К тому же непостоянный объем не получится спрогнозировать, здесь эксперту предстоит работать на основе своего опыта и чутья. Что касается бракованного товара, то необходимо принять меры по отношению к нему и выяснить причины его появления, а также оценить масштабы бедствия

Что касается бракованного товара, то необходимо принять меры по отношению к нему и выяснить причины его появления, а также оценить масштабы бедствия.

Принцип действия

Итак, когда стало ясно из чего состоит система помощи движению по полосе, давайте разберемся с особенностями и принципом ее работы. К примеру, возьмем систему Side Assist – устанавливается на АУДИ или Фольцваген – работает она очень просто – все основано на контроле всего движение в определенном радиусе от автомобиля, что самое главное позади него.

Именно поэтому данная система безопасности иногда называется – система помощи при перестроении. Изначально она включается только при нажатии определенной клавиши на приборной панели, однако, в активный режим работы переходит, лишь как только автомобиль достигнет скорости 60 километров в час и выше. Главную роль в работе играет специальный радар. Как уже говорилось в разделе об устройстве системы он контролирует дорожную обстановку и отслеживает наличие посторонних объектов в зоне контроля.

Анализ результатов, полученных от радара – дело электронных блоков управления. В системе их 2 – по одному на каждую сторону автомобиля. Фактически они выполняют следующие задачи:

• Контроль и слежение за всеми подвижными объектами на дороге.
• Отличать подвижные объекты от неподвижных – дорожных столбов, припаркованных машин, дорожных ограждений.
• Блок управления отвечает и за включение специального предупреждающего датчика в момент опасности. Кстати, если говорить непосредственно о сигнально лампе, то включается она в следующих в 2 случаях:

1. Информационный режим. Характеризуется непрерывным горением лампы. Срабатывает в момент, когда помеха находится в слепой зоне автомобиля.
2. Режим предупреждения. Так работает система помощи при перестроении. Индикатор непрерывно мигает при перестроении в случае, если в слепой зоне есть помеха в виде другого участника дорожного движения. Кстати, о том, что водитель намерен перестроиться система понимает по включенному поворотнику. Если попытаться перестроить без предупредительного сигнала для других участников дорожного движения. Система будет всячески препятствовать маневру.

Помощь при поворотах

Во время затяжных поворотов система также не бездействует, а активно помогает водителя совершать маневр. Фактически система контроля помогает водителю оставаться на расчётной траектории во время всего маневра.

Устройство самостоятельно в электронном варианте создает виртуальную полосу движения с четкими границами и не позволяет водителю выходить за них.

Если система по каким-то причинам не справляется с корректирующими функция включается экстренное оповещение водителя – обычно это вибрация рулевого колеса и колонки, что наверняка привлечет внимание

Различия системы в зависимости от производителя

Вообще, система помощи движению – адаптированное название для всех подобных служб активной безопасности. Оригинальные наименования систем отличаются в зависимости от производителя. Кстати, сам принцип действия также может  местами несколько отличаться. Итак, давайте разберемся с различиями более подробно:

• Lane Assist – как раз та на примере которой мы подробно разбирали особенности работы всех аналогичных систем в целом.
• Lane Departure Prevention – разработка инфинити. Отличие от остальных систем весьма существенное и заключается в том, что при выравнивании траектории – эта службы активной безопасности  не вмешивается в работу рулевого управления, а делает это притормаживая колесами с одной из сторон автомобиля.
• Lane Keeping Assistот Mercedes-Benz– использует в своей работе как раз те самые ультразвуковые датчики, что делает систему более точной и если можно так выразиться дальнобойной.

Вообще, аналогичных систем с разными названиями существует еще великое множество. Однако фактически разняться только имена системы, которые им дали разработчики. В остальном принципы работы остаются аналогичными, а цель работы всей системы и вовсе едина – обеспечить безопасность водителя и пассажиров при перестроении или движении по прямой в свой полосе.

Виды узлов

Выше описан принцип работы дифференциала на примере только одного типа узла. На авто же применяются различные варианты этой составляющей трансмиссии. Все существующие виды дифференциалов можно разделить по ряду категорий:

1. Место расположения
2. Соотношение моментов при распределении
3. Конструкция
4. Наличие блокировки

Помимо этого, вместо дифференциалов в конструкции авто могут применяться различные муфты, выполняющие ту же функцию, что и дифференциал. Также современные технологии позволяют полностью отказаться от использования дифференциалов, а их роль выполняют системы безопасности.

Система полного привода с переменным распределением крутящего момента для автомобилей с автоматической трансмиссией (VTD)

Очень важно отметить, что концерн Subaru начал переводить большую часть своих транспортных средств со стандартной автоматической на бесступенчатую трансмиссию (CVT). В то же время, сейчас ещё можно встретить машины с такой системой

Симметричный полный привод, который подразумевает использование переменного распределения крутящего момента, каждый сможет обнаружить на Tribeca (с двигателем 3,6i и обладающий 6-ю цилиндрами, а также 5-ступенчатой коробкой передач), Outback и Legacy. Здесь наблюдается смещение крутящего момента в сторону задней оси в пропорции 45 на 55. Вместо межосевого дифференциала с вискомуфтой, тут будет применяться многодисковое гидравлическое сцепление, которое будет сочетаться с дифференциалом планетарного варианта.

При обнаружении проскальзывания будут подаваться сигналы от датчиков, которые установлены для измерения пробуксовки колёс, а также тормозного усилия и положения заслонки, расположенной вблизи дросселя. В этом случае крутящий момент будет располагаться по осям равномерно (50 на 50) для обеспечения максимального сцепления колёс с поверхностью асфальта.

Полностью механическая вискомуфта намного проще и гибче. У системы VTD наблюдается преимущество в том, что она имеет активную, а не реактивную составляющую, этим достигается высокая скорость перемещения крутящего момента между осями, механическая система подобным похвастать не может.

Особенности работы

Интегрированная в авто система активного управления агрегат узкоспециализированный. На практике его применяют относительно недавно, и встречается устройство только на относительно новых автомобилях, естественно исключительно на иномарках – Вазовские инженеры ничего подобного пока не изобрели. Фактически она работает только комплектом с вышеперечисленными системами безопасности и координирует их работу. Кроме того, vsm может воздействовать на электрическую колонку руля. Как заявляют разработчики — это система управления в экстренной ситуации может даже блокировать неправильные действия со стороны водителя. На практике это выглядит следующим образом: если водитель начнет крутить руль не в ту сторону. В тот самый момент маневра от него потребуются значительные усилия, нежели при обычном управлении автомобилем

Разница почувствуется сразу и резко, так, чтобы гарантировано внимание водителя

В каких случаях целесообразно улучшать машину?

Улучшать управляемость машины нужно далеко не во всех случаях. Как правило, большинство современных транспортных средств обладает усредненными значениями, которые помогают спокойно ездить в рекомендованных производителем скоростных промежутках. Кому все же стоит задуматься об устойчивости и управляемости автомобиля?

• Владельцам спортивных автомобилей. Тем, кто покупает машины специально для быстрой и агрессивной езды, как правило, хочется что-то доделать и улучшить в автомобиле, так как нет предела совершенству. Однако нужно понимать, что улучшение управляемости обходится либо дорого, либо очень дорого, поэтому весь бюджет лучше планировать заранее.
• Владельцам поддержанных машин. Со временем в них ухудшается состояние некоторых деталей, и они нуждаются в корректировки для нормальной управляемости.

Даже если вы решили сделать тюнинг машины без объективных причин, скорее всего, это повысит ее технические характеристики. Ведь такие автомобили лучше сопротивляются боковому сносу, могут сохранять высокую скорость даже в повороте, а благодаря хорошим шинам и правильной балансировке их тормозные и разгонные свойства также улучшаются.