АКПП или механика на джипе... Опции

[Lew]

Алексей, мой принцип "Ты меня уважаешь, я тебя уважаю, значит мы с тобой уважаемые люди". Никакой агрессии. Но если человек уверяет: слушайте меня, я специалист, пусть докажет это, ответив на вопросы.

[Lew]

Господа, я ввел вас в заблуждение. Дело в том, что при трогании КПД гидротрансформатора (ГТ) действительно невысокий. Тут Форд абсолютно прав, а я не прав. Ведь КПД КПП зависит от потерь мощности на трение. Эти потери могут быть как механические, так и гидравлические. При трогании с места в ГТ наибольшие потери на гидравлическое трение и его КПД очень низкий. Но я не учел также, что когда говорят о том, что при трогании машины ГТ увеличивает крутящий момент, получаемый от коленвала в 2-3 раза, подразумевается, что это уже с учетом потерь на трение. Можно сказать и так: несмотря на то, что при трогании машины КПД ГТ небольшой, тем не менее ГТ увеличивает крутящий момент в 2-3 раза. Следовательно, зря я в своих расчетах (18.04 13.53) умножал на 0,85, это не правильно. Исправив свои расчеты я получаю следующее:

«Принимая во внимание факт, что гидротрансформатор Патруля при трогании с места может увеличить крутящий момент, поступающий от коленвала мотора, в 2,5 раза (берем усредненное значение), а также учитывая, что передаточное число 1 пер. на Патруле с АКПП 2,784, а с МКПП 4,556, то при (условно взятой) величине крутящего момента, развиваемом мотором при трогании 150 н.м. при 800 об/мин на входной вал раздатки с АКПП будет подан момент гораздо больше по величине, чем с МКПП».

Приняв для расчетов КПД коробки перемены передач АКПП 0,95 а крутящий момент, поступающий на насосное колесо (насос) АКП от мотора при 800 об/мин условно 150 Н.м., можно подсчитать:
150х2,5х2,784х0,95=992 Н.м. То есть из АКПП на раздатку поступит момент 992 Н.м.

Теперь подсчитаем на Патруле с МКПП. Передаточное отношение 1 пер. уже значительно больше – 4,556, а КПД коробки выше, возьмем значение 0,98.
150х4,556х0,98=670 То есть из МКПП на раздатку поступит момент 670 Н.м.

А теперь поставим АКПП с МКПП в равные условия, возьмем передаточное число 1 пер. равным 4,556.
150х2,5х4.556х0,95=1623 То есть теперь уже на раздатку с АКПП поступит момент 1623 Н.м. Сравним цифры: 670 и 1623, есть разница? Вот отчего на всех внедорожниках, имеющих АКПП, величина передаточного числа первых двух передач МЕНЬШЕ, чем у аналогичных моделей, имеющих МКПП. А также величина передаточного числа заднего хода у машин с АКПП меньше, чем у машин с МКПП, т.е. при проектировании учитывается свойство ГТ многократно увеличить крутящий момент.
Вот об этом положительном свойстве АКПП я и хотел сказать.

[Erik]

Просветите, гидротрансформатор у акпп - это аналог сцепления у мкпп?
Т.е. он работает, пока обороты ведущих колес не сравняются с оборотами двигателя, деленными на суммарное передаточное отношение?
А после этого он не работает, и момент больше не увеличивает?

[alexey_m]

Lew, расчеты впечатляют. Но мы, удалились от темы. Собственно у жипов крутящего момента хватает и на ручке. Собственно еще раз повторюсь, что в тяжелых условиях эксплуатации, я предпочту МКПП без всяких сомнений.

[FordSloman]

Слушай, Форд, мне надоело, что ты тут загадками говоришь и разбиваешь все мои аргументы словами"этого не может быть, верьте мне, я знаю". Может ты по специальности проектировщик электромоторов, но это еще не значит, что ты можешь легко ориентироваться в сложнейших вопросах теории автомобиля и разбираться в особенностях работы тех или иных устройств.

Я не загадками говорю, а вижу некоторые вещи, которые вроде бы и не сильно сложные, но не вяжутся ни с практикой ни с теорией. Чего-то не знаю я, чего-то не знаешь ты, но будет время высним и придём к консенсусу. Иногда я продпологаю, что что-то другим и так понятно, но если непонятно, то иногда на это надо время чтобы объяснять поскольку в ВУЗах на некоторые вроде бы простые вещи семестры уходят. Если в чём то есть сомнения, то и на мои ошибки также никто не запрещает обратить внимание и после этого я внимательнее изучу вопрос и возможно более проще/понятнее изложу аргументы.

Прежде чем "поучить" других, ответь, будь добр, на эти два нехитрых вопроса. Ответив, ты просто подтвердишь свою компетенцию, докажешь, что обладаешь знаниями. Не ответишь - не вижу смысла с тобой спорить.

Ты уверен, что мне это надо?
Кстати посмотрев на то как сформулированы вопросы я так понимаю, что правильных ответов у тебя нет (ну очень уж условия подозрительно выглядят). Если с двигателями на моей памяти мы здесь ещё детально не обсуждали, то про второй вопрос говорилось много и мне помнится даже формулы пришлось писать для тех кто особенно не верил (попробуй поиском тему кажется про варилоки для самопроверки). Когда найдёшь тему ответь пожалуйста: ты так же думал? :wink:

Господа, я ввел вас в заблуждение. Дело в том, что при трогании КПД гидротрансформатора (ГТ) действительно невысокий. Тут Форд абсолютно прав, а я не прав. Ведь КПД КПП зависит от потерь мощности на трение. Эти потери могут быть как механические, так и гидравлические. При трогании с места в ГТ наибольшие потери на гидравлическое трение и его КПД очень низкий. Но я не учел также, что когда говорят о том, что при трогании машины ГТ увеличивает крутящий момент, получаемый от коленвала в 2-3 раза, подразумевается, что это уже с учетом потерь на трение. Можно сказать и так: несмотря на то, что при трогании машины КПД ГТ небольшой, тем не менее ГТ увеличивает крутящий момент в 2-3 раза.

Уж поверь, но мне всё равно кто был прав. Главное чтобы на форуме появлялась новая и полезная информация и желательно, чтобы информация эта была достоверной, а не увеличивала количество слухов в интернете. К сожалению не всё можно подтвердить данными, но если есть сомнения, то будем стараться.

К сожалению в интернете куча рекламных статей и почти нет нужных графиков. По поводу гидротрансформатора могу снабдить тебя следующей информацией с сайта Southwest Research Institute: Automatic Transmission Technology. Они проводили тестирования коробок и при этом у них остались очень любопытные графики. Первый график это испытания гидротрансформатора, а второй это они испытывали коробку иммитируя реальные услвия.





К сожалению не было время порисовать и надо уже убегать. У уже сам начал кое в чём сомневаться так что надо кое-какие знания обновить, а про момент ещё договорим поскольку там всё как бы просто но с другой стороны не очевидно.

[sergei]

Ни чего умного не могу сказать по теме ,но читаю с очень большим интересом,спорьте ,в споре рождаеться истина

[Lew]

.[/quote]
Главное чтобы на форуме появлялась новая и полезная информация и желательно, чтобы информация эта была достоверной, а не увеличивала количество слухов в интернете.
К сожалению в интернете куча рекламных статей и почти нет нужных графиков. [
К сожалению не было время порисовать и надо уже убегать. У уже сам начал кое в чём сомневаться так что надо кое-какие знания обновить, а про момент ещё договорим поскольку там всё как бы просто но с другой стороны не очевидно.[/quote]

«Лучше сидеть одному, чем сидеть со злым.
Но еще лучше сидеть с добрым, чем одному.
И лучше говорить ищущему знание, чем хранить молчание.
Но лучше молчать, чем вести пустой разговор.
Побольше молчать и всегда находиться в добром расположении духа, что может быть лучше этого?»
Пророк Мухаммед.

«Характерной особенностью гидротрансформатора является увеличение крутящего момента при его передаче от двигателя к первичному валу коробки передач. Наибольшее увеличение крутящего момента на турбинном колесе гидротрансформатора получается при трогании автомобиля с места…
…У прозрачных гидротрансформаторов коэффициент трансформации Кгт=2,2…3,0, т.е. передаваемый крутящий момент увеличивается в 2-3 раза. Поэтому прозрачные гидротрансформаторы получили большое распространение на легковых автомобилях»
В.К. Вахламов «Автомобили. Конструкция и элементы расчета». Издательский центр «Академия», 2006 г. стр. 101-102.
Я это привел для того, чтобы вы не думали, что мои знания базируются на Интернете.

[Lew]

Lew писал(а):
Прежде чем "поучить" других, ответь, будь добр, на эти два нехитрых вопроса. Ответив, ты просто подтвердишь свою компетенцию, докажешь, что обладаешь знаниями. Не ответишь - не вижу смысла с тобой спорить.

Форд: Ты уверен, что мне это надо?
Кстати посмотрев на то как сформулированы вопросы я так понимаю, что правильных ответов у тебя нет (ну очень уж условия подозрительно выглядят).

У меня есть ответы и я готов их выложить тебе в личку, если тебе конечно интересно. Но не уверен, что большинству на форуме хочется разбираться в таких тонкостях и грузить себя лишними знаниями.

[FordSloman]

У меня есть ответы и я готов их выложить тебе в личку, если тебе конечно интересно. Но не уверен, что большинству на форуме хочется разбираться в таких тонкостях и грузить себя лишними знаниями.

Именно для того чтобы "грузить себя лишними знаниями" мы здесь и собрались. Переписка в личке это зло если речь идёт о вещах, которые не являются личными и могут быть интересны всем учасникам.

Приняв для расчетов КПД коробки перемены передач АКПП 0,95 а крутящий момент, поступающий на насосное колесо (насос) АКП от мотора при 800 об/мин условно 150 Н.м., можно подсчитать:
150х2,5х2,784х0,95=992 Н.м. То есть из АКПП на раздатку поступит момент 992 Н.м.

Если уж тебе так нравится таблица умножения, то ты хотя бы для интереса попытался проверить свои расчёты пересчитав их на движущую силу? Если предположить, что раздатка 247 как на гранде, редуктора установлены с коэффицентом 3.75, и стоит стандартная резина 225/75 R16, то получаем движущую силу 10054H, а эта сила должна разгонять 2-х тонную машину с ускорением больше 5 м/c2. У тебя были случаи когда ты стоя в пробке только отпустив педать тормоза за первую секунду прозжал ПЯТЬ метров, а после второй уже пятнадцать от того места где стоял?

Короче после обеда постараюсь вкрате раскать про двигатели, а потом уже станет понятнее что происходит в коробке.

[alexey_m]

Именно для того чтобы "грузить себя лишними знаниями" мы здесь и собрались. Переписка в личке это зло если речь идёт о вещах, которые не являются личными и могут быть интересны всем учасникам.

+1

[Lew]

[/quote]
Если уж тебе так нравится таблица умножения, то ты хотя бы для интереса попытался проверить свои расчёты пересчитав их на движущую силу? Если предположить, что раздатка 247 как на гранде, редуктора установлены с коэффицентом 3.75, и стоит стандартная резина 225/75 R16, то получаем движущую силу 10054H, а эта сила должна разгонять 2-х тонную машину с ускорением больше 5 м/c2. У тебя были случаи когда ты стоя в пробке только отпустив педать тормоза за первую секунду прозжал ПЯТЬ метров, а после второй уже пятнадцать от того места где стоял?
.[/quote]
Форд, я просто поражен, с какой легкостью ты производишь расчеты.
Но насколько я знаю, чтобы подсчитать ускорение машины надо знать: динамический фактор, коэффициент сопротивления дороги, коэф-т учета вращающихся масс.
Чтобы расчитать динамический фактор надо знать: касательную силу тяги. силу сопротивления воздуха, вес автомобиля. Откуда ты взял недостающие значения?
Кроме того, итоговый крутящий момент, поступивший к колесам ведущей оси ты забыл умножить на значение общего коэф-та трансмиссии, он будет примерно 0,95 Кстати, передаточное число ГП Патруля 4,375
Я же говорю, все очень сложно.

[Lew]

Не люблю недосказанности. Итак
Приняв для расчетов КПД коробки перемены передач АКПП 0,95 а крутящий момент, поступающий на насосное колесо (насос) АКП от мотора при 800 об/мин условно 150 Н.м., можно подсчитать:
150х2,5х2,784х0,95=992 Н.м. То есть из АКПП на раздатку поступит момент 992 Н.м.
Дальше этот момент поступит на главную передачу заднего моста, им. значение 4,375. Он увеличится, достигнув величины 4340 Н.м. Но есть трансмисионные потери. Умножив 4340 на 0,95 получим 4123 Н.м. Таким образом при разгоне к каждому из задних колес Патруля будет подан крутящий момент 2061,5 Н.м., что не так уж много, а также совсем не соответствует величине 10 054 H, , которую расчитал Форд.

[Lew]

Форд, а ты не мог бы пояснить, что ты имеешь в виду под понятием "движущая сила"? Я не нашел такого термина.
Форд: "...то получаем движущую силу 10054H, а эта сила должна разгонять 2-х тонную машину с ускорением больше 5 м/c2..."

[Erik]

Интересно, все теоритические выкладки стремяться к утверждению, что у автомобиля, оснаценного АКПП при трогании с места можно получить больший момент на колесах, нежели у такого же авто с мкпп.
А почему тогда в ттх автомобилей максимальная маса буксируемого прицепа для акпп указывется меньше, чем для мкпп? Примерно 2500 для первых 3000 для вторых.
В чем прикол?
Гидротрансформатор бесступенчато меняет передточное отношение для искоючения ударных нагрузок на акпп при переключении передачи.
При установившемся режиме движения передаточное отношние 1, некоторые модели вообще механически блокируются.

А при устоявшемся режиме движения на 1 передаче на пониженном ряде раздатки МКПП передаст на колеса значительно больший момент, чем АКПП. За счет других передаточных чисел.

И вот, вопрос, про гидротрансформатор. Не смог найти ответа.
При трогании с места, или при переключении передачи, он увеличивает передаваемый момент. Но это происходит не мгновенно. При трогании с места, ГТ сначала плавно увеличивает передваемый момент, а затем плавно начинает увеличивать передаваемую скорость, уменьшая передаваеый момент.
Вот эта "плавность" на практике сколько времени занимает?

И какая разница, гидрорансформатор кратковременно увеличивает момент при постоянных оборотах двигателя, или водитель педалей газа кратковременно раскручивает двигатель чуть бестрее, увеличивая этот момент при работе сцепления?

Что вдруг такое внимание к краткосрочному переходному процессу?
Объясните пожалуйста?

[Lew]

Интересно, все теоритические выкладки стремяться к утверждению, что у автомобиля, оснаценного АКПП при трогании с места можно получить больший момент на колесах, нежели у такого же авто с мкпп.
А почему тогда в ттх автомобилей максимальная маса буксируемого прицепа для акпп указывется меньше, чем для мкпп? Примерно 2500 для первых 3000 для вторых.
В чем прикол?

ИМХО: может быть все дело в том, что прицепив сзади прицеп массой 3 т. ты здорово увеличиваешь нагрузку на АКПП? А ее механическая прочность ниже, чем МКПП.

[Erik]

ИМХО: может быть все дело в том, что прицепив сзади прицеп массой 3 т. ты здорово увеличиваешь нагрузку на АКПП? А ее механическая прочность ниже, чем МКПП.

На мой взгляд дело в другом.
Ситуация примерно так выглядит:
Если на авто с мкпп пытаться выполнить задачу, которая авто не по силам - при троганьи с места заглохнт двигатель, и все.
Если у же задачу выполнять на авто с акпп - двигатель не зглохнет, зато мощным потоком масла смоет лопасти ротора в гт.

И плюс таки разница передточных отношений.
На мкпп на низких скоростях обеспечивается максимальный момент за счет работы двигателя на достаточно высоких для выдачи момента оборотах.
У акпп те же обороты двигателя тяготеют к большей скорости движения, но меньшему моменту на колесах. На той же скорости - двигатель не вышел на оптимальные обороты, и момент у него меньше. На оптимальных оборотах - скорость выше, а до нее еще разогнать авто нужно, а момент меньше.
В результате, одна надежда на кратковременное увеличние момента гт. Оно помогает, но у системы есть ограничения по нагрузке.

Вот и получается, когда режим движения устоялся - не дай бог препятствие. Лучше всего ехать по асфальту.

Я все нещадно утрирую, конечно. Исключительно для наглядности.
На самом деле автомат вполне справляется с весьма тяжелыми задачами.

Но ставить 35 катки и лезть в горы с полной загрузкой все таки лучше на механике.

[alexey_m]

Erik, тут еще более интересная штука. Если момент на АКПП выше и передаточные числа на разгонных передачах ниже, то почему МКПП, разгоняется до 100 быстрее?

[Erik]

Erik, тут еще более интересная штука. Если момент на АКПП выше и передаточные числа на разгонных передачах ниже, то почему МКПП, разгоняется до 100 быстрее?

Это просто. Потому, что все наоборот. А еще:
Разгон - это не момент, это мощность.
У джипа аэродинамика - никакая.
А с акпп автомобиль значительно тяжелее.
КПД у АКПП ниже.
Отсюда и дополнительные проблемы, пропорциональные произведению дополнительного веса на парусность, плюс меньшая эффективность использования имеющихся ресурсов из-за более низкого кпд..
(Это если версия с задумчивостью АКПП при переключении передач надоела)

[Lew]

Алексей, твоя проблема (так же как и Форда, а иногда и моя) в том, что ты пытаешься моделировать поведение авто в статике и отталкиваясь от этого, делать какие-то выводы. Но авто всегда в динамике, и его свойства в любую секунду могут сильно измениться. Вот момент на колесах сейчас 4000 Нм, а через секунду он м.б. близок к нулю. Подумай над этим и ты поймешь, почему машина с АКПП не наберет 100 за 5 сек., как считал тут Форд.

[FordSloman]

Про двигатель.

Для начала разберёмся с двигателем и рассмотрим какие силы или если мы говорим о вращении, то моменты возникают в нём. Для данного рассмотрения не важно о дизельном или о бензиновом двигателе идёт речь, но чтобы не распыляться определимся в том,что это поршневой двигатель внутреннего сгорания. Начнём рассмотрения с самого для нас интересного цикла - рабочий ход. В начеле рабочего хода поршень находится в верхней мёртвой точке (ВМТ), а топливо уже горит (начало оно гореть в конце фазы сжатия). При горении топливо вступая в химическую реакцию с кислородом содержащимся в воздухе образует большое количество газов которые увеличивают давление в камере сгорания. В нашем случае камера сгорания состоит из цилиндра, который сверху ограничивает неподвижная головка блока, а снизу вполне подвижный поршень. Если не вдаваться в детали, то можно считать, что газы однородны и тогда давление на поверхность камеры сгорания будет одинаково, а сила воздействующая на какой-либо участок поверхности будет пропорциональна её площади:
F= S*p, где
F - сила
S - плошадь
p - давление
Отсюда видно, что на поверхность поршня действует сила, которая давит его вниз. В принципе этот поршень бы вылетел из цилиндра если бы его не "поймал" коленвал соединённый с ним через шатун.



Коленвал в свою очередь преобразует силу поршня в момент и запасает работу в маховике обладающим определённым моментом инерции (масса распределённая вокруг оси). Когда поршень находится в нижней мёртвой точке (НМТ) открывается выпускной клапан, через который газы могут покинуть камеру сгорания выходя во выпускной коллектор. Продолжать движение дальше поршень может только под
дейстием коленчатого вала который приводится в движение запасёной в маховике энергией, а до следующей порции ему предстоит проделать немалую работу: изменить направление движения, вытолкнуть из цилиндра остатки газов, изменить направление движения, всосать воздух из впускного коллектора, сжать воздух (а дизеля должны ещё и сжать быстро и сильно) и снова изменить направление движения. Кроме того не надо забывать, что всё это время надо вращать распредвал открывающий клапана, масляный и водяной насосы, а в случае бензинового двигателя ещё и не обойтись без генератора.

Отсюда видно, что есть состояние двигателя когда он находится на грани между возможностью и невозможностью работы из-за того, что запасённой энергии в маховике не хватает для того чтобы совершить всю работу необходимую для подготовки к следующему циклу. Состояние это можно найти как решение системы уравнений одно из которых будет описывать энергию получаемую поршнем при сжигании определённой порции топлива за цикл, а другое описывающую неизбежные затраты энергии на "собственные нужды". Связывать эти функции будет условие, что энергии должны быть равны, т.е. уравновешивать друг друга. В процессе решения этой системы уравнений находится частота вращения вала на которой будет работать двигатель при определённой подаче топлива. Так же можно определить минимальную частоту вращения такого двигателя найдя минимальную подачу топлива при которой будет возможно его функционирование.
Сразу отмечу, что многоцилиндровые двигатели работают по тому же приципу, но обеспечивают более равномерную подачу момента на маховик, который в данном случае может быть много меньше, чем при одноцилиндровой схеме.



Однако двигатель нам нужен не для того чтобы совершать тарахтящие звуки и потр*****ть топливо. Когда двигатель заведён и работает его вал можно попробовать нагрузить. Под нагрузкой энергия рабочего хода будет затрачиваться не только на раскрутку маховика, но и на какую-нибудь полезную работу. Однако надо учесть, что отдавая часть энергии двигатель будет вынужден уменьшить свои обороты, которые можно найти при решении системы уравнений прибавив отдаваемую двигателем энергию к потерям.

Двигатель у нас есть, но нам важно знать его характеристики чтобы можно было спроектировать оптимальную трансмиссию и спрогнозировать поведение автомобиля. Одной из таких характеристик является характиристика зависимости максимального крутящего момента на валу от его оборотов (скоростная характеристика двигателя). К сожалению существует множество методик снятия этой характеристики и все они грешат некоторыми неточностями, но самым простым спостобом является установка двигателя на стенд и подсоединение его к специальному устройству умеющему создавать нагрузочный момент на валу. Двигатель прогревается и после этого в несколько этапов выводится на максимальные обороты одновременно увеличивая подачу топлива и нагружая двигатель. Когда подача топлива будет максимальной и частота вращения будет максимальной начинают снимать характеристику изменяя нагрузку на валу снижая обороты двигателя и фиксируя это на графике. Как правило именна эта характеристика и показана в рекламных проспектах. Также для анализа очень интересна зависимость момоента от оборотов не при максимальной подаче топлива (такая характеристика называется частичная скоростная характеристика).

Запустив двигатель необходимо чтобы он устойчиво работал и его не приходилось постоянно заводить заново. Для этого нужно установить обороты холостого хода вблизи критической точки, когда двигатель уже будет не в состоянии работать, но так чтобы был необходимый запас. Однако условия эксплуатации двигателя могут быть разные и прогретый двигатель летом будет иметь много меньше потерь на трение, чем зимой замёрзший за ночь. На старых машинах у водителя кроме прочих органов управления был такой рычаг как "подсос" который обогащал смесь топливом пока дивгатель не прогреется после чего его можно было убрать. Современные же сисиемы контроля двигателей способны основываясь на температуре охлаждающей жидкости подобрать подходящую смесь необходимую для запуска, а после запуска и прогрева датчика кислорода ещё и оптимально отрегулировать её. В результате на прогретой машине мы имеем обороты холостого хода, которые близки к критической точке, а на сколько это можно даже выставить задав значение параметра в контроллере или на старых машинах покрутив регулировочный винт на карбюраторе.
Что будет если двигатель работающий на оборотах холостого хода нагрузить определённым моментом? Обороты такого двигателя так или иначе начнут снижаться, но в зависимости от типа двигателя, используемой коробки передач и продвинутости контроллера поведение его может быть разным.

На этом месте перерыв. Писалось быстро так что если видите что-то странное, то кричите.

Форд, я просто поражен, с какой легкостью ты производишь расчеты.

Там много чего нужно учитывать, но тебе же не хочется это учитывать, так с чего я должен быть более точным в расчётах.
Кроме того для разгона с места расчёт будет отностительно точным разумеется за исключением влияния колёс, а сопротивлением воздуха до каких 30 км/ч при таком моменте уж точно можно пожертвовать.