Выравнивание угловых скоростей двигателя и первичного вала КПП

[LMN ТС]

Дождался утра и на свежую голову излагаю.


      Описание проблемы.

При переключении КПП появляется рассогласование угловых скоростей маховика и диска сцепления. Для избежания толчков включать сцепление надо плавно. При этом угловые скорости двигателя и первичного вала КПП выравниваются. Диск сцепления при этом испытывает большие нагрузки и изнашивается. Актуальность вопроса усугубляется при использовании двигателей с увеличенным объемом (2.0i). Следует так же обеспечивать выравнивание угловых скоростей при движении по скользкой не прямолинейной дороге.

                          Цели и задачи работы.

Основная цель ? обеспечение безызносного включения сцепления при переключении КПП за счет автоматического регулирования оборотов двигателя при включении сцепления.
Так же желательно получить:
- безопасную динамику автомобиля при движении в условиях недостаточного сцепления колес с дорожным покрытием.
- сократить время переключения КПП при движении в плотном потоке транспорта.

                                 Задача.

Создать устройство автоматически регулирующее обороты двигателя в зависимости от угловой скорости первичного вала КПП при выжатой педали сцепления.

Общее описание принципа действия предполагаемого устройства.

Устройство предполагается в первую очередь использовать на автомобилях с инжекторными двигателями, поскольку они более подготовлены для автоматизации процессов управления.
На КПП необходимо установить датчик оборотов первичного вала.
При выжатой педали сцепления вводится ограничение на подачу топлива через форсунки пропорционально величине рассогласования угловых скоростей. За счет этого будет происходить снижение оборотов двигателя до выравнивания со скоростью вращения первичного вала КПП. Алгоритм выравнивания ? пропорциональный не линейный.

Ожидаемый эффект.

Улучшение динамики переключения скоростей и приближения ее к динамике переключения автоматической КПП.
Упрощение управления за счет того, что водителю не надо изменять положение педали газа.
Снижение эксплуатационных расходов и увеличение межремонтного периода.

Коммерческая перспективность проекта.

Возможность налаживания выпуска комплектов оборудования для различных моделей автомобилей, включающих в себя аппаратные и программные компоненты для их оптовой и розничной продажи и поставок изготовителям автотранспортных средств.
Патентование.
Лицензирование производства.

К администраторам сайта.
Полагаю, что не целесообразно вести дальнейшее обсуждение темы на открытом уровне и обращаюсь к администраторам сайта с просьбой до начала обсуждения ограничить, если это возможно, доступ на эту тему до уровня зарегистрированных пользователей.

[Кузьмич]

Попробую по другому сформулировать задачу. При переключении передач синхронизировать обороты коленчатого вала  с первичным валом коробки путем электронного регулирования системы топливоподачи. Дополнительно установить электромагнитный тормоз для снижения инерционных явлений кривошипно-шатунного механизма и оснастить рекуператором поглощенной тормозом энергии. Принимая во внимание особую важность задачи к обсуждению темы допускать только особо доверенных лиц.  Это шутка, прошу без обид. Если серьезно, то думаю, что на самом деле инерционность регулирования будет очень велика и время выхода на режим ручного! переключения не позволит нормально пользоваться автомобилем.    Может просто без головной боли обратиться к автоматической коробке передач.

[Alex_VI]

Уменьшением или увеличиванием подачи бензина, при одном и том же положении дроссельной заслонки приведет к обеднению или переобогащению смеси. Сбросить обороты таким образом, конечно можно, по сути заглушив двигатель, но регулировать их не получится, не говоря о повышении оборотов.
При выжатом сцеплении, и переключении передачи, в момент, когда рычаг попадает в нейтраль, первичный вал вообще может остановиться, при включении пониженной передачи, он сразу же раскручивается быстрее, чем вращался. Что в этом случае электроника будет делать? Не очень мне понятно в общем. К тому же, износ сцепления из-за переключения передач во время движения, минимален, по сравнению с троганием с места. Проще заменить диск на диск от 41 москвича, как это писалось уже.

А при желании, можно легко научиться переключать передачи без выжимания сцепления, довольно просто, надо сказать

[Vlad_Dn]

Ну очень сложно, тем более цель: "Улучшение динамики переключения скоростей и приближения ее к динамике переключения автоматической КПП", как-то не завлекает - стандартная (не крутая БМВ или Феррари) АКПП сильно медленнее, чем средний водитель. Если припрет, то скорость почти мгновенно переключается сдвоенным ударом ноги и руки, если едешь спокойно то плавно и с приблизительным выравниванием скоростей двигателя и коробки, можно, как написал Alex_VI и не дьтрагиваясь до сцепления. Так что реальных два варианта: или АКПП, или отработка навыков переключения. Американские дальнобойщики до сих пор ездят без синхронизаторов, а мы, что, тупее?

[AlchHiMyst]

Alex_VI
+1
LMN
Идея нерациональна - в спорте кстати есть более простое решение При выжатом сцеплении мотор душится пропусканием зажыгания.
По большому счету подход нестой стороны - вместо того чтобы на нормальный двигатель приблуды всякие вешать лучше убогую кпп модернизировать.
Вон баварцам же удалось на роботизированной КПП добиться времени переключения в 70 милисекунд.

Зы Кстати все твои цели с успехом достигаются банальным приобритением соответствующих навыков ВОДИТЕЛЕМ !:) Так что тренируйся повышай уровень водительского мастерства и будет тебе ЩАстье!:))

[LMN ТС]

Уж извините за настырность, но возвращаюсь в эту тему. Не дает она мне покоя. Чем больше водительский стаж (с 1984 г.), тем больше вижу проблемность такого механизма, как сцепление. Задумался над этим когда рассчитывал бортовой фрикцион. Понял уязвимость этого узла. По идее он может служить вечно. Но замена диска - рядовая и довольно частая операция. Особенно это заметно при эксплуатации машины в качестве тягача. Даже не большая разница скоростей вращения вызывает перегрев диска. Процесс катастрофический, особенно при современных двигателях с их низким крутящим моментом при малых оборотах. Если Запорожцем я таскал прицеп весом 500 кг. и поменял сцепление через 50000 км, то на Таврии оно кончилось через 15000 км.
Особенно опасно было ездить на Таврии с таким прицепом по мокрому асфальту. Даже небольшая нехватка оборотов двигателя провоцировала складывание, а превышение - быстрый износ даже при очень мягком включении.
Можно бесконечно усложнять коробку передач. На современных тракторах даже отказались от использования главного сцепления при переключении. Но там понятно: потеря тяги должна быть не более 0.1 сек.

Я решил немного сократить и конкретизировать вопрос.
Суть остается в следующем.
Ограничение оборотов двигателя при включении сцепления (скорость уже включена) до угловой скорости вращения первичного вала КПП при заведомо большем открытии дроссельной заслонки. Задержка выхода на полный режим 0.5 сек после включения сцепления. Диапазон скоростей: более 7 км/час (не используется при трогании с места). Должна быть возможность отключения и переход на обычный режим.

Думаю, что те, кто таскает тяжелый прицеп меня поймут. И кто юзил по снегу разгоняясь в горку тоже.

Американские дальнобойщики до сих пор ездят без синхронизаторов...

Вот и американцы понимают, опасность не выравненных скоростей. Без синхронизатора скорость не воткнеш пока перегазовкой не выровняеш. Зато автопоезд не сложится. А на зубилах как улетают когда скорости в повороте переключают.

[AlchHiMyst]

Задумался над этим когда рассчитывал бортовой фрикцион. Понял уязвимость этого узла. По идее он может служить вечно. Но замена диска - рядовая и довольно частая операция. Особенно это заметно при эксплуатации машины в качестве тягача. Даже не большая разница скоростей вращения вызывает перегрев диска. Процесс катастрофический, особенно при современных двигателях с их низким крутящим моментом при малых оборотах.

. На современных тракторах даже отказались от использования главного сцепления при переключении. Но там понятно: потеря тяги должна быть не более 0.1 сек.

Я решил немного сократить и конкретизировать вопрос.
Суть остается в следующем.
Ограничение оборотов двигателя при включении сцепления (скорость уже включена) до угловой скорости вращения первичного вала КПП при заведомо большем открытии дроссельной заслонки. Задержка выхода на полный режим 0.5 сек после включения сцепления. Диапазон скоростей: более 7 км/час (не используется при трогании с места). Должна быть возможность отключения и переход на обычный режим.

Думаю, что те, кто таскает тяжелый прицеп меня поймут. И кто юзил по снегу разгоняясь в горку тоже.

Американские дальнобойщики до сих пор ездят без синхронизаторов...

Вот и американцы понимают, опасность не выравненных скоростей. Без синхронизатора скорость не воткнеш пока перегазовкой не выровняеш. Зато автопоезд не сложится. А на зубилах как улетают когда скорости в повороте переключают.

С идеей или без идие любой фрикцион приэксплуатации подразумевает износ....
Если обычного органического сцепления нехватает поствь карбон либо керамику - и будет тебе щастье, хотя для стокового мотора невижу смысла стандартное органическое сцепление вполне справляется до 120 сил, и ходит порядка 30-80 тыс км в зависимости от условий эксплуатации;)

насчет тракторов незнаю нескажу....

При пробуксовке хоть в горку хоть порямой лично я  неиспытываю дискомфорта даже если реальная скорость 5км/час а колеса вращаются со скоростью 50 - да зад несколько носит но все вполне контролируется

Повторюсь но описанную проблему можно решить повышением навыков водителя - стаж к сожалению не показатель навыков умения или класса

Для справки механизм автоматического сцепления уже давно изобретен, были даже коммерческие образцЫ  - велкам в поиск яндекс рулит!;)

Зы насчет сути как реализовать "Ограничение оборотов двигателя при включении сцепления (скорость уже включена) до угловой скорости вращения первичного вала КПП при заведомо большем открытии дроссельной заслонки. Задержка выхода на полный режим 0.5 сек после включения сцепления."
при скорости вращения первичного вала кпп меньше 600 об/мин???
 Матор глохнуть будет из-за недостатка момента...
Так что рекомендую пересмотреть подход к вопросу.

[Кузьмич]

"Думаю, что те, кто таскает тяжелый прицеп меня поймут. И кто юзил по снегу разгоняясь в горку тоже."

  Проблем сцепления в этих проблемах думаю не существует. Здесь проблема скорее внешней характеристики двигателя. Дефорсирование, перемещение в зону низких оборотов. Но не думаю что есть смысл легковой автомобиль  использовать для этих целей. Думаю можно найти вариант обмена на УАЗ.