ЕЗДОВЫЕ СВОЙСТВА

EN
Ездовые свойства автомобиля - это динамика движения автомобиля по линии его движения, охватывающая все аспекты ускорения, замедления и взаимодействия с дорожной поверхностью в продольном направлении. К ним относятся следующие свойства:
СПОСОБНОСТЬ К ДВИЖЕНИЮ
СОГЛАСОВАННОСТЬ МЕЖДУ АВТО И СЦЕПЛЕНИЕМ
СОГЛАСОВАННОСТЬ МЕЖДУ АВТО И КОРОБКОЙ ПЕРЕДАЧ
  • УСИЛИЯ И ХОД ПРИ ВЫБОРЕ ПЕРЕДАЧ

МОДУЛЯЦИЯ УСКОРЕНИЯ

Линейность ускорения относительно нажатия педали акселератора (далее - ПА) — это зависимость ускорения от ПА. Она характеризуется:
  • прямолинейностью зависимости
  • отсутствием провалов и рывков – автомобиль не реагирует неожиданно резко или с задержкой на нажатие ПА – водитель легко дозирует тягу.
Линейность крайне важна для уверенного и плавного управления и обеспечивает его интуитивность – водитель чувствует прямую «связь» с автомобилем. Она зависит от калибровок системы управления двигателем.

Нелинейную характеристику зачастую называют «задемпфированной». Такую характеристику делают для более плавного управления авто (меньше рывков и резких ускорений в городских режимах езды) и для повышения ресурса трансмиссии.

Зависимость с провалами и рывками – это показатель сырых калибровок и редко встречается на серийных автомобилях.
Система управления двигателем включает:
  • входные датчики
  • электронный блок управления (ЭБУ) - миниатюрный компьютер с «зашитым» программным обеспечением –калибровками
  • исполнительные устройства систем двигателя
Входные датчики измеряют конкретные параметры работы двигателя и преобразуют их в электрические сигналы. Информация, получаемая от датчиков, является основой для управления двигателем.

В современных авто с ДВС применяются следующие датчики:
  • давления топлива / давления во впускном коллекторе – тензодатчик, который фиксирует изменение давления за счет деформации мембраны, преобразуя изменение формы в электрический сигнал.
  • частоты вращения коленчатого вала - измеряет изменение магнитного поля от зубцов диска на коленвале, генерируя электрические импульсы
  • положения педали акселератора / дроссельной заслонки - фиксирует угол нажатия ПА за счёт изменения положения контакта потенциометра
  • массового расхода воздуха – фиксирует изменение нагрева чувствительного элемента, который охлаждается воздухом – меняется сопротивление
  • детонации - фиксирует вибрации двигателя при детонации, преобразуя их пьезоэлементом в электрические сигналы
  • температуры ОЖ, масла, воздуха на впуске, кислородные датчики и другие
Электронный блок управления двигателем – принимает информацию от датчиков и в соответствии с калибровками формирует управляющие сигналы на исполнительные устройства систем двигателя. В своей работе электронный блок управления взаимодействует с блоком управления автоматической коробкой передач, системой ESС (или ABS), электроусилителем руля, подушками безопасности и др.
Основные исполнительные устройства входят в состав конкретных систем двигателя :
  • топливная – электрический топливный насос – создает давление, подавая топливо из бака к двигателю.
  • впрыска – форсунки – подают топливо, распыляя его в виде мелких капель для лучшего смешивания с воздухом.
  • впуска – привод дроссельной заслонки – управляет положением круглой пластины, регулируя поток воздуха в двигатель по команде ЭБУ.
  • зажигания – катушка зажигания – преобразует 12 В низкого напряжения в высоковольтный импульс (до 30 кВ) для искры на свече.
  • рециркуляции отработавших газов – электромагнитный клапан – открывается и закрывается регулируя поток газов по сигналу ЭБУ
  • улавливания паров бензина – электромагнитный клапан продувки адсорбера – открывается по сигналу ЭБУ, пропуская пары бензина из адсорбера во впускной коллектор для сгорания.
В ходе калибровок системы управления двигателем подвергаются проработке следующие основные группы параметров (представлены в виде карт (таблиц), кривых или отдельных констант):
  • топливные карты: параметры впрыска топлива для разных режимов работы (RPM, нагрузка, t° и др.).
  • карты углов опережения зажигания: момент зажигания в зависимости от оборотов, нагрузки, t° двигателя, типа топлива.
  • параметры контроля состава смеси: значения соотношения воздух/топливо.
  • параметры управления дроссельной заслонкой: чувствительность педали, фильтрация, демпфирование.
  • параметры холостого хода: целевые обороты, коррекция ХХ в разных режимах (пуск, прогрев, нагрузки).
  • карты коррекции по температуре: поправки впрыска и зажигания на холодном/горячем двигателе.
  • ограничения для защиты двигателя: максимальные обороты, ограничение момента, обороты отсечки, температуры аварийных режимов.
  • регулировки фаз газораспределения: карты работы фазовращателей ГРМ.
  • параметры очистки отработавших газов: зоны работы клапана EGR, реакции на сигналы датчиков О2.
  • параметры для разных экологических режимов (Euro 5/6 и выше)
  • условия взаимодействия с другими системами: кондиционером, усилителем РУ, системы старт-стоп. Например в режиме кик-даун отключается кондиционер для повышения использования мощности двигателя для разгона.

ЧУВСТВО ЗАМЕДЛЕНИЯ

С точки зрения ездовых свойств время и плавность замедления рассматриваются при торможении двигателем и могут значительно различаться между разными автомобилями при равных внешних условиях. Они зависят от следующих конструктивных особенностей автомобиля:
  • типа трансмиссии и передаточных отношений трансмиссии – механическая обычно дает более ощутимое замедление двигателем, чем автомат
  • типа двигателя – на бензиновых турбомоторах бывают запаздывания, моторы с большим моментом дают более интенсивное замедление
  • калибровок систем управления двигателем – за счет правильных калибровок добиваются подходящих скорости и плавности замедления
  • массы автомобиля – тяжёлые автомобили замедляются плавнее и медленнее, легкие — быстрее, но менее плавно.

При торможении двигателем замедление происходит постепенно – двигатель начинает сопротивляться после отпускания ПА при включенной передаче. Торможение двигателем всегда происходит плавнее по сравнению с резким торможением рабочей тормозной системой

Процесс замедления должен идти равномерно, без резких рывков – тяговое усилие должно уменьшается последовательно.

Колеса при торможении двигателем не блокируются, что снижает вероятность заноса даже на скользкой дороге.

ЗАПУСК И СИСТЕМА СТАРТ/СТОП

Параметрами простоты запуска двигателя являются:
  • количество и сложность действий потребителя  и время, затрачиваемое водителем на запуск
  • интуитивность интерфейса и индикации
  • наличие или отсутствие необходимости дополнительных подготовительных шагов и уровень автоматизации процесса старта.
Пример оценки количества и сложности действий потребителя при запуске двигателя приведен в таблице ниже.

Модель автомобиля

Порядок действий при запуске

Оценка

Volkswagen Passat 2005

(дизель, механика)

1. Вставить ключ в замок

2. Нажать сцепление

3. Проверить индикатор свечей накаливания

4. Повернуть ключ для запуска

5. Отпустить ключ когда двигатель завёлся

Запуск сложный.

Кол-во действий – 5.

Порядок действий не интуитивный. Необходимо читать инструкцию.

В случае ошибки возможна поломка авто.

Renault Logan 2012

(механика, бензин)

1. Вставить ключ в замок зажигания

2. Нажать и удерживать сцепление

3. Повернуть ключ в положение «Start»

4. Отпустить, когда двигатель завёлся

Запуск сравнительно простой.

Кол-во действий – 4.

Порядок действий интуитивный.

Toyota Camry 2012

(бензин, кнопка Start/Stop)

1. Держать с собой ключ (чип)

2. Нажать педаль тормоза

3. Нажать кнопку «Start/Stop»

Запуск весьма простой.

Кол-во действий – 3.

Порядок действий интуитивный.

Hyundai Santa Fe 2012

(дистанционный запуск)

1. Дважды нажать кнопку блокировки на брелоке

Запуск максимально простой.

Кол-во действий – 1.

ПОЛЗУЩИЙ РЕЖИМ (ДЛЯ АТ)

Ползущий режим автомобиля с АТ – это режим, при котором автомобиль начинает медленно двигаться вперед (или назад в режиме R) сразу после отпускания педали тормоза, без нажатия на ПА. Этот режим позволяет плавно трогаться с места и облегчает управление на низких скоростях, например, в пробках или при парковке.

Для сравнения и оценки разных автомобилей по удобству ползущего режима используются следующие основные параметры:
  • скорость движения автомобиля без нажатия ПА – обычно составляет 3–7км/ч – для пробок и манёвров лучше небольшая скорость
  • плавность включения ползущего режима – отсутствие рывков, толчков, задержек при начале движения — чем плавнее, тем выше удобство
  • возможность регулирования скорости – некоторые современные автомобили (электромобили, гибриды) позволяют настраивать интенсивность ползущего режима через меню, что может быть удобно разным водителям.
  • реакция на переход между D и R – насколько быстро и мягко авто начинает движение в противоположную сторону при переключении между D и R

Удобство работы ползущего режима автомобиля с АТ зависит от:
  • Типа АТ – гидротрансформаторная АКПП, вариатор, роботизированная АКПП – влияет на плавность и интенсивность передачи момента
  • Калибровки АТ – калибровка регулирует параметры работы коробки и алгоритмы управления АТ.

В настоящий момент в легковых автомобилях применяются следующие типы автоматических трансмиссий:
  • гидротрансформаторная АКПП – наиболее ранняя из применяющихся типов автоматических трансмиссий. Применение данного типа трансмиссии возможно на автомобилях с мощными двигателями – данные КПП могут передавать большие крутящие моменты. Плавность и скорость переключения высокие.
  • вариатор – CVT, continuable variation transmission – бесступенчатая трансмиссия. Из-за конструктивных особенностей изначально передача высоких моментов была невозможна, что обусловило применение такого типа трансмиссии на маломощных малолитражных автомобилях. На текущий момент производители решили данный вопрос и CVT применяется на весьма мощных авто. Плавность и скорость изменения момента максимально возможные.
  • роботизированная АКПП – DCT, dual-clutch transmission – представляет собой второе поколение роботизированных коробок передач (ранее применялись РАКПП с одним сцеплением, но на текущий момент в серийном производстве их не существует из-за посредственных характеристик. Является наиболее совершенным с точки зрения скорости и плавности переключения. Данные КПП могут передавать большие крутящие моменты.
Гидротрансформаторная АКПП состоит из:
  • гидротрансформатора — агрегата, соединяющего двигатель с коробкой передач и преобразующий крутящий момент – состоит из насосного колеса (жёстко связан с ДВС), турбинного колеса (соединён с валом КПП), статора — неподвижного элемента (увеличивает эффективность передачи мом-та).
  • механизма блокировки гидротрансформатора —блокировочной плиты с фрикционами и поршня, который под управлением давления трансмиссионной жидкости обеспечивает жёсткую связь между насосным и турбинным колесами для повышения КПД на определённых режимах.
  • гидравлического блока управления – системы каналов и соленоидов, управляемой электроникой, которая регулирует давление и подачу жидкости для переключения передач и управления работой гидротрансформатора.
  • планетарного редуктора — обеспечивает нужные передаточные числа для передач в трансмиссии
  • электронного блока управления (ECU/TCM) — управляет работой гидроблока и механизмом блокировки гидротрансформатора на основе данных с многочисленных датчиков – оборотов, давления, температуры.
CVT — это тип автоматической передачи, позволяющий плавно изменять передаточное число без механических ступеней. Самый распространённый тип — клиноременной. Основные узлы клиноременного вариатора:
  • ведущий и ведомый шкивы — каждый состоит из двух конических подвижных половинок, которые могут сближаться и раздвигаться, изменяя диаметр шкива.
  • ремень (или цепь) — соединяет ведущий и ведомый шкивы. В клиноременных CVT – металлический клиновидный ремень.
  • гидравлическая система — обеспечивает перемещение половин шкивов для изменения их диаметров и, соответственно, передаточного числа.
  • блок управления (электронный управляющий модуль) — «мозг» трансмиссии, который управляет режимами работы вариатора.
  • механизм включения заднего хода — планетарный редуктор для обеспечения реверса
  • модуль стартового сцепления — может быть фрикционный пакет, гидротрансформатор или электромагнитное сцепление.
В ранних CVT передачи менялись бесступенчато, но это не нравилось потребителям потому, что двигатель натужно гудел на оборотах максимальной мощности. Сейчас калибруют систему управления таким образом, чтобы имитировалось ступенчатое переключение.
DCT — это тип трансмиссии, совмещающий достоинства «механики» по динамике и эффективности, и автомата по удобству. Основные конструктивные блоки DCT:
  • два сцепления – каждое работает со своим рядом передач: первое — с нечётными (1, 3, 5, 7), второе — с чётными (2, 4, 6, R).
  • два первичных вала – расположены друг в друге – один внутри другого. Один передаёт крутящий момент на нечётные, второй — на чётные передачи.
  • вилка и шестерни – в каждой «половине» коробки свой набор шестерён, синхронизаторов и вилок. Всё работает как в обычной МКПП — только без вмешательства водителя.
  • гидро-электронный управляющий модуль – центральный электронный модуль с набором датчиков и исполнительных механизмов, отвечающий за управление переключением передач и работой сцеплений.
  • актуаторы – электрические или гидравлические приводы, осуществляющие выжим/отжим сцеплений и перемещение вилок переключения передач по команде блока управления.
Первые серийные образцы DCT не обладали достаточной надежностью и обрели славу непредсказуемых в эксплуатации. Но на текущий момент производители решили данную проблему.

УСИЛИЕ И ХОД ПЕДАЛИ СЦЕПЛЕНИЯ

Усилие и ход педали сцепления конструктивно зависит от типа привода сцепления:
  • Механический (тросовый или рычажный) – чаще дает более четкое и прямое ощущение, но может быть более тугим.
  • Гидравлический – обеспечивает более легкое и плавное усилие, лучше изолирует от вибраций, но может немного «смазывать» обратную связь.

Инженеры прикладывают значительные усилия на точную настройку усилия и хода педали сцепления. Идеальная педаль незаметна водителю, она предсказуемо позволяет точно дозировать передачу крутящего момента, делая процесс управления плавным и уверенным.

ПРОГРЕССИВНОСТЬ ВКЛЮЧЕНИЯ СЦЕПЛЕНИЯ

Прогрессивность включения сцепления — это характеристика, определяющая, насколько плавно, равномерно и предсказуемо водитель может управлять соединением двигателя с колесами, т.е. управлять передачей крутящего момента от двигателя к трансмиссии при отпускании педали сцепления.

Правильная прогрессивность обеспечивает комфортное начало движения без рывков, плавное переключение передач, снижение износа деталей трансмиссии, улучшенную управляемость автомобиля.

На современных авто прогрессивность включения определяется конструкцией сцепления и его привода, а также материалом накладок ведомого диска.
Виды характеристик включения сцепления:
  • Линейная прогрессивность. Крутящий момент увеличивается пропорционально времени или ходу педали сцепления.
  • Нелинейная прогрессивность. Передаваемый момент растет по более сложной зависимости: сначала плавно, затем быстрее. 
  • Плавная прогрессивность – оптимальная для комфорта. Характерна для большинства современных авто, где важна мягкая работа, отсутствие рывков на низких оборотах. 
Основные аспекты прогрессивности:
  • Плавность нарастания усилия при включении сцепления
  • Равномерность передачи момента от двигателя к трансмиссии
  • Чувствительность педали к усилиям водителя
На прогрессивность сцепления влияет совокупность инженерных и конструктивных решений.

Конструкция нажимного диска:
  • Диафрагменная пружина – в современных авто используется именно этот тип. В начале хода педали усилие возрастает плавно, что позволяет точно дозировать момент, а ближе к полному включению — более резко, обеспечивая надежный прижим и отсутствие проскальзывания.
  • Пружины цилиндрической формы – устаревший тип. Часто имеют более линейную или даже резкую характеристику, что делает включение менее предсказуемым и более «дерганым».

Характеристики ведомого диска:
  • Демпферные пружины – эти пружины, расположенные внутри ступицы диска, предназначены для гашения крутильных колебаний и ударных нагрузок. Их жесткость и количество напрямую влияют на мягкость и плавность подхватывания момента.
  • Фрикционный материал – состав и износостойкость накладок также влияют на характер сцепления с маховиком.
E-mail: anton_haenok@mail.ru