Крутящий момент векторинг

Трутящий векторинг -это технология, используемая в автомобильных дифференциалах , которая способна изменять крутящий момент к каждому полукратному валу с помощью электронной системы; или в железнодорожных транспортных средствах, которые достигают того же, используя индивидуально автомобильные колеса. Этот метод передачи электроэнергии недавно ^{[ когда? ]} Станьте популярным в полноприводных транспортных средствах. ^{[ 1 ]} Некоторые новые передние приводные транспортные средства также имеют базовую дифференциал векторирования крутящего момента. По мере того, как технология в автомобильной промышленности улучшается, больше транспортных средств оснащены дифференциалами векторирования крутящего момента. Это позволяет колесам захватить дорогу для лучшего запуска и обработки.

История

В 1996 году Honda и Mitsubishi выпустили спортивные транспортные средства с системами векторирования крутящего момента. Идея вектора крутящего момента основана на основных принципах стандартного дифференциала. Дифференциал вектора крутящего момента выполняет основные дифференциальные задачи, а также передает крутящий момент независимо между колесами. Эта способность переноса крутящего момента улучшает обработку и тягу практически в любой ситуации. Дифференциалы с вектором крутящего момента изначально использовались в гонках. Автомобили Mitsubishi Rally были одними из самых ранних, чтобы использовать эту технологию. ^{[ 2 ]} Технология медленно развивалась и в настоящее время внедряется в небольшом разнообразии производственных транспортных средств. Наиболее распространенное использование векторирования крутящего момента в автомобилях сегодня-это полноприводные автомобили.

Флагманский Honda Prelude 1996 года был оснащен по активной системе передачи крутящего момента активной дифференциалом крутящего момента (ATTS), управляя передними колесами; Он был известен на разных рынках как тип S (Япония), VTI-S (Европа) и типа SH (Северная Америка). ^{[ 3 ]} По сути, ATTS представляет собой небольшую автоматическую коробку передач, в сочетании с дифференциалом, с электронными элементами управления, вступающими в действие сцепления, изменяют выход крутящего момента между каждым управляемым колесом. ATT эффективно противодействовали естественной тенденции переднего двигателя, переднего привода прелюдии к недостаточности . ^{[ 3 ]} Позже Honda разработала систему в свою систему с полным приводом (SH-AWD) с супер приводом (SH-AWD), которая улучшила управляемость за счет увеличения крутящего момента к внешним колесам. ^{[ 4 ]}

Примерно в то же время GSR Lancer Evolution IV был оснащен аналогичной активной системой контроля YAW (AYC) в 1996 году. ^{[ 5 ]} AYC был приспособлен к задним колесам и аналогично работает, чтобы противодействовать недостаточной повороте через серию электронных сцеплений, которые контролируют выход крутящего момента. ^{[ 6 ]}

Фраза «векторирование крутящего момента» была впервые использована Рикардо в 2006 году в отношении их технологий трансмиссии. ^{[ 7 ]}

Функциональное описание

Идея и реализация вектора крутящего момента являются сложными. Основная цель вектора крутящего момента - независимо изменять крутящий момент от каждого колеса. Дифференциалы обычно состоят только из механических компонентов. Дифференциал вектора крутящего момента требует электронного мониторинга в дополнение к стандартным механическим компонентам. Эта электронная система рассказывает о дифференциале, когда и как изменить крутящий момент. Из-за количества колес, которые получают мощность, дифференциал переднего или заднего колеса менее сложна, чем дифференциал для полного привода. Влияние распределения крутящего момента - это генерация момента рыскания, возникающего в результате продольных сил и изменений в боковом сопротивлении, генерируемом каждой шиной. Применение большей продольной силы уменьшает боковое сопротивление, которое может быть получено. Конкретное условие вождения диктует, каким должен быть компромисс, чтобы либо улавливать, либо вызвать ускорение рыскания. Эта функция не зависит от технологии и может быть достигнута с помощью устройств для трансмиссии для обычной трансмиссии или с электрическими источниками крутящего момента. Затем приходит практическое элемент интеграции с функциями стабильности тормоза как для веселья, так и для безопасности.

Передний/задний привод

Дифференциалы с вектором крутящего момента на переднем или заднем приводе автомобилей менее сложны, но они имеют множество одинаковых преимуществ, что и полные дифференциалы. Дифференциал только варьируется между двумя колесами. Электронная система мониторинга контролирует только два колеса, что делает ее менее сложной. Дифференциал переднего привода должен учитывать несколько факторов. Он должен отслеживать вращательный и угол рулевого управления колеса. Поскольку эти факторы варьируются во время вождения, на колесах оказываются различные силы. Дифференциал контролирует эти силы и соответственно корректирует крутящий момент. Многие дифференциалы с передним приводом могут увеличивать или уменьшить крутящий момент, передаваемый до определенного колеса. ^{[ 8 ]} Эта способность улучшает способность транспортного средства поддерживать тягу в плохих погодных условиях. Когда одно колесо начинает скользить, дифференциал может уменьшить крутящий момент до этого колеса, эффективно тормозив колесо. Дифференциал также увеличивает крутящий момент до противоположного колеса, помогая сбалансировать выходную мощность и сохранять стабильный автомобиль. Дифференциал векторирования крутящего момента заднего привода работает аналогично дифференциалу переднего привода.

Полный привод

Большинство дифференциалов векторирования крутящего момента находятся на полных автомобилях. Основной дифференциал векторизации крутящего момента варьируется между передним и задним колесами. Это означает, что при нормальных условиях вождения передние колеса получают установленную процент крутящего момента двигателя, а задние колеса получают остальное. При необходимости дифференциал может перенести больше крутящего момента между передним и задним колесами для повышения производительности транспортных средств.

Например, транспортное средство может иметь стандартное распределение крутящего момента на 90% до передних колес и 10% к задней части. При необходимости дифференциал изменяет распределение до 50/50. Это новое распределение распространяется более равномерно крутящий момент между всеми четырьмя колесами. Наличие более равномерного распределения крутящего момента увеличивает тягу транспортного средства. ^{[ 9 ]}

Существуют более продвинутые дифференциалы векторирования крутящего момента. Эти дифференциалы основаны на базовом передаче крутящего момента между передними и задними колесами. Они добавляют возможность переносить крутящий момент между отдельными колесами. Это обеспечивает еще более эффективный метод улучшения характеристик обработки. Дифференциальные мониторы каждого колеса независимо и распределяют доступный крутящий момент в соответствии с условиями тока.

Электромобили

В электромобилях полный привод обычно реализуется с двумя независимыми электродвигательными двигателями , по одному для каждой оси. В этом случае векторирование крутящего момента между передними и задними осями является лишь вопросом электронного управления распределением мощности между двумя двигателями, которые могут быть сделаны в миллисекундной шкале. ^{[ 10 ]} В случае электромобилей с тремя или четырьмя двигателями, еще более точное векторинг крутящего момента может быть применен в электронном виде, с миллисекунд-специфическим на колесо управления крутящим моментом в четырехмоторном корпусе, ^{[ 11 ]} и два колеса управления на колесо плюс одно из контроля оси в тримоторном случае.

Трутящий векторинг может быть еще более эффективным, если оно приводится в действие через два электродвигательных привода, расположенные на одной и той же оси, так как эта конфигурация может быть использована для формирования характеристики недостаточности транспортного средства и улучшения переходного отклика транспортного средства, ^{[ 12 ]}^{[ 13 ]} Rivian R1T Трехмоторная модель Tesla Cybertruck (запланированная на 2022 год) имеет одну ось с двумя двигателями, в то время как ( в производстве в 2021 году) имеет два двигателя на каждой оси, спереди и сзади. ^{[ 11 ]}

Специальный блок передачи был использован в экспериментальном автомобильном приключении 2014 года в техническом университете Мюнхена , где более крупный двигатель обеспечивает мощность движения и меньшую для функциональности вектора крутящего момента. Подробная система контроля векторирования крутящего момента описана в докторской диссертации доктора. Майкл Граф. ^{[ 14 ]}

В случае электромобилей с четырьмя электродвигательными приводами, такой же общий крутящий момент на колесах и момент рыскания можно генерировать через почти бесконечное количество распределений крутящего момента на колесах. Энергетическая эффективность может использоваться в качестве критерия для распределения крутящего момента по колесам. ^{[ 15 ]}^{[ 16 ]} Этот подход используется в грузовике Rivian R1T Light-Duty, представленном в 2021 году. ^{[ 11 ]}

Железнодорожные транспортные средства

Исследования проводится по использованию вектора крутящего момента, чтобы активно управлять железнодорожными колесами на трассе. Заявленные преимущества включают резкое сокращение износа как на трассе, так и на колесе и возможность упростить или даже устранить механически сложную, тяжелую и громоздкую болоту .

Хранилированная энергетическая технология Limited построила и успешно продемонстрировала свою систему Actiwheel Vectiing Torque , в которой используется двигатель колесного хаба из собственного дизайна. ^{[ 17 ]}

Немецкий аэрокосмический центр представила полномасштабную маккуп вектора крутящего момента, предназначенного для их поезда следующего поколения в Innotrans 2022. ^{[ 18 ]}

Смотрите также

Дифференциальное рулевое управление

Ссылки

^ Ирезон, Нельсон (28 декабря 2010 г.). «Ford Focus 2012 года получает векторинг крутящего момента, мы не в восторге» . MotorAuthority.com . Получено 2 ноября 2012 года .
^ «Трутящий векторинг и активный дифференциал» . Крутящий момент-vectoring.belisso.com . 2009-11-22 . Получено 2012-03-12 .
^ Jump up to: ^а ^{беременный} Назаров, Димитар (2016). «Что такое ATTS» . Картроттл . Получено 1 августа 2022 года .
^ Это, Rikeya; Ивазаки, Акихиро; Ацуми, Йоширо; Мори, Ацуши (октябрь 2004 г.). «Разработка системы SH-AWD (Super Handling-All Wheel Drive) » Технический обзор 16 (2). Honda R & D.
^ Савас, Каору; Сано, Йошиаки (апрель 1999 г.). «Применение активного контроля рыскания к динамике транспортных средств путем применения силы вождения/разрушения». JSAE Review . 20 (2): 289–295. doi : 10.1016/s0389-4304 (98) 00070-8 .
^ «Активный контроль рыскания» . Клемсон Университет Университета Автомобильной электроники . Получено 7 марта 2023 года .
^ Wheals, J.; Дин, М.; Друри, с.; Гриффит, Г.; Харман, П.; Паркинсон, Р.; Shepherd, S.; Тернер, А. (2006). Конструкция и моделирование задней оси Torque Vectoring ™ . Всемирный конгресс и выставка. Общество автомобильных инженеров. doi : 10.4271/2006-01-0818 . ISSN 0148-7191 .
^ «Трутящий векторинг» (PDF) . Efaceicledynamicsinternational.com .
^ «Трутящий векторинг: гипер-смарт, экономичное будущее полного привода» . Популярная механика . 2009-10-01 . Получено 2012-03-12 .
^ Дэвис, Алекс (2014-10-10). «Модель D - самый мощный автомобиль Tesla, а также автопилот» . Wired.com . Получено 2014-10-11 . Маск сказал, что дополнительная эффективность является благодаря электронной системе, которая будет сдвигать мощность между передним и задним двигателями с одной миллисекунды на следующую, поэтому каждый всегда работает в своей наиболее эффективной точке.
^ Jump up to: ^а ^{беременный} ^в Молоуни, Том (28 сентября 2021 г.). «2022 Rivian R1T First Drive Review: электрическое доминирование по бездорожью» . Внутренние эв . Получено 5 октября 2021 года .
^ De Novellis, L.; Sorniotti, A.; Грубер, П.; Orus, J.; Родригес, JM; Theunissen, J.; De Smet, J. (2015). «Прямой контроль момента рыскания, приведенный в действие с помощью электрических трансмиссий и тормозов на трения: теоретический дизайн и экспериментальная оценка» . Мехатроника . 26 : 1–15. doi : 10.1016/j.mechatronics.2014.12.003 .
^ Гоггия, Томмасо; Сорниотти, Альдо; Де Новеллис, Леонардо; Феррара, Антонелла; Грубер, Патрик; Туниссен, Йохан; Стинбеке, Дирк; Кнаудер, Бернхард; Zehetner, Josef (май 2015). «Интегральный режим скольжения для управления вектором крутящего момента на полностью электромобилях: теоретический дизайн и экспериментальная оценка» . IEEE транзакции на транспортных технологиях . 64 (5): 1701–1715. doi : 10.1109/tvt.2014.2339401 . S2CID 32516116 .
^ Graf M., «Метод создания и защиты целевой спецификации на основе моделей для систем управления динамикой динамики» , Технический университет Мюнхена, 2014.
^ Де Новеллис, Леонардо; Сорниотти, Альдо; Грубер, Патрик (май 2014). «Критерии распределения крутящего момента для электромобилей с дифференциалами вектора крутящего момента» . IEEE транзакции на транспортных технологиях . 63 (4): 1593–1602. doi : 10.1109/tvt.2013.2289371 . S2CID 2982503 .
^ Чен, Ян; Ван, Джунмин (сентябрь 2012 г.). «Быстрое и глобальное оптимальное энергоэффективное распределение управления с приложениями для переизданных электрических наземных транспортных средств». IEEE транзакции по технологиям систем управления . 20 (5): 1202–1211. doi : 10.1109/tcst.2011.2161989 . S2CID 8730039 .
^ Actiwheel, революционная технология тяги ограничена
^ Высокотехнологичное ходовое снаряжение для поезда будущего портала DLR

[1] Ирезон, Нельсон (28 декабря 2010 г.). «Ford Focus 2012 года получает векторинг крутящего момента, мы не в восторге» . MotorAuthority.com . Получено 2 ноября 2012 года .

[2] «Трутящий векторинг и активный дифференциал» . Крутящий момент-vectoring.belisso.com . 2009-11-22 . Получено 2012-03-12 .

[CT-2016-3] Jump up to: ^а ^{беременный} Назаров, Димитар (2016). «Что такое ATTS» . Картроттл . Получено 1 августа 2022 года .

[4] Это, Rikeya; Ивазаки, Акихиро; Ацуми, Йоширо; Мори, Ацуши (октябрь 2004 г.). «Разработка системы SH-AWD (Super Handling-All Wheel Drive) » Технический обзор 16 (2). Honda R & D.

[5] Савас, Каору; Сано, Йошиаки (апрель 1999 г.). «Применение активного контроля рыскания к динамике транспортных средств путем применения силы вождения/разрушения». JSAE Review . 20 (2): 289–295. doi : 10.1016/s0389-4304 (98) 00070-8 .

[6] «Активный контроль рыскания» . Клемсон Университет Университета Автомобильной электроники . Получено 7 марта 2023 года .

[7] Wheals, J.; Дин, М.; Друри, с.; Гриффит, Г.; Харман, П.; Паркинсон, Р.; Shepherd, S.; Тернер, А. (2006). Конструкция и моделирование задней оси Torque Vectoring ™ . Всемирный конгресс и выставка. Общество автомобильных инженеров. doi : 10.4271/2006-01-0818 . ISSN 0148-7191 .

[8] «Трутящий векторинг» (PDF) . Efaceicledynamicsinternational.com .

[9] «Трутящий векторинг: гипер-смарт, экономичное будущее полного привода» . Популярная механика . 2009-10-01 . Получено 2012-03-12 .

[10] Дэвис, Алекс (2014-10-10). «Модель D - самый мощный автомобиль Tesla, а также автопилот» . Wired.com . Получено 2014-10-11 . Маск сказал, что дополнительная эффективность является благодаря электронной системе, которая будет сдвигать мощность между передним и задним двигателями с одной миллисекунды на следующую, поэтому каждый всегда работает в своей наиболее эффективной точке.

[insideevs20210928-11] Jump up to: ^а ^{беременный} ^в Молоуни, Том (28 сентября 2021 г.). «2022 Rivian R1T First Drive Review: электрическое доминирование по бездорожью» . Внутренние эв . Получено 5 октября 2021 года .

[12] De Novellis, L.; Sorniotti, A.; Грубер, П.; Orus, J.; Родригес, JM; Theunissen, J.; De Smet, J. (2015). «Прямой контроль момента рыскания, приведенный в действие с помощью электрических трансмиссий и тормозов на трения: теоретический дизайн и экспериментальная оценка» . Мехатроника . 26 : 1–15. doi : 10.1016/j.mechatronics.2014.12.003 .

[13] Гоггия, Томмасо; Сорниотти, Альдо; Де Новеллис, Леонардо; Феррара, Антонелла; Грубер, Патрик; Туниссен, Йохан; Стинбеке, Дирк; Кнаудер, Бернхард; Zehetner, Josef (май 2015). «Интегральный режим скольжения для управления вектором крутящего момента на полностью электромобилях: теоретический дизайн и экспериментальная оценка» . IEEE транзакции на транспортных технологиях . 64 (5): 1701–1715. doi : 10.1109/tvt.2014.2339401 . S2CID 32516116 .

[tum_graf2014-14] Graf M., «Метод создания и защиты целевой спецификации на основе моделей для систем управления динамикой динамики» , Технический университет Мюнхена, 2014.

[15] Де Новеллис, Леонардо; Сорниотти, Альдо; Грубер, Патрик (май 2014). «Критерии распределения крутящего момента для электромобилей с дифференциалами вектора крутящего момента» . IEEE транзакции на транспортных технологиях . 63 (4): 1593–1602. doi : 10.1109/tvt.2013.2289371 . S2CID 2982503 .

[16] Чен, Ян; Ван, Джунмин (сентябрь 2012 г.). «Быстрое и глобальное оптимальное энергоэффективное распределение управления с приложениями для переизданных электрических наземных транспортных средств». IEEE транзакции по технологиям систем управления . 20 (5): 1202–1211. doi : 10.1109/tcst.2011.2161989 . S2CID 8730039 .

[17] Actiwheel, революционная технология тяги ограничена

[18] Высокотехнологичное ходовое снаряжение для поезда будущего портала DLR

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

[ 17 ]

[ 18 ]