Полный привод Toyota. DTV AWD

Read in English

Eugenio,77
mail@toyota-club.net
© Toyota-Club.Net
Jan 2019


Новый для Тойоты вариант реализации полного привода - Dynamic Torque Vectoring AWD - представлен в 2018 году. Суть этой схемы: постоянный передний привод, без межосевого и заднего дифференциалов, с раздельным подключением задних колес электромеханическими многодисковыми муфтами, установленными на заднем редукторе. Основная инновация - еще две кулачковые муфты, которые размыкают силовую передачу в раздаточной коробке и заднем редукторе, чтобы в моноприводном режиме не вращался карданный вал.




Подробно рассмотрим устройство DTV на примере RAV4 AXAA54 (пятого поколения), с раздаточной коробкой GF2A и задним редуктором FD15EF.


1 - раздаточная коробка (концевой выключатель), 2 - задний редуктор (концевой выключатель), 3 - датчик частоты вращения, 4 - датчик температуры, 5 - левая муфта, 6 - правая муфта

Задний редуктор

Узел включает в себя задний угловой редуктор, вал, две электромеханические муфты и механизм размыкания силовой передачи с кулачковой муфтой.


1 - электромеханическая муфта 4WD, 2 - фрикционы и электромагнит муфты 4WD, 3 - электромагнит задней кулачковой муфты, 4 - шариковый подшипник, 5 - ведомая шестерня редуктора

Передаточное отношение здесь меньше, чем в зубчатой паре раздаточной коробки, поэтому частота вращения элементов до муфты всегда несколько выше, что должно улучшать отклик в моменты подключения полного привода (специально обращаем внимание тех, кто практикует самодельное управление муфтами ATC).


1 - карданный вал, 2 - фланец редуктора, 3 - ведомая шестерня, 4 - муфта 4WD, 5 - корпус муфты, 6 - втулка, 7 - вал редуктора, 8 - внутренняя ступица, 9 - ведущая шестерня, 10 - приводной вал

Электромеханические многодисковые муфты установлены на заднем редукторе. Внешние части главного и управляющего фрикционов закреплены на передней крышке, внутренняя часть главного фрикциона - на валу, внутренняя часть управляющего фрикциона - на фасонной шайбе. Главный фрикцион - многодисковый, работает в масляной ванне.


1 - передняя крышка, 2 - приводной вал, 3 - внутренняя ступица, 4 - поршень, 5 - якорь, 6 - фасонная шайба, 7 - электромагнит, 8 - управляющий фрикцион, 9 - главный фрикцион

Если электромагнит не запитывается током, фрикционы остаются в выключенном состоянии - подводимая к передней крышке мощность не передается на ступицу муфты и приводной вал.


1 - передняя крышка, 2 - внутренняя ступица, 3 - поршень, 4 - фасонная шайба, 5 - ЭБУ 4WD, 6 - электромагнит, 7 - управляющий фрикцион, 8 - якорь, 9 - главный фрикцион

При подаче на электромагнит тока, к нему притягивается якорь и замыкает управляющий фрикцион. При этом фасонная шайба получает круговое движение, шарики перемещаются по пазам и придают поступательное движение поршню, который сжимает пакет главного фрикциона. Мощность передается от передней крышки на ступицу муфты и далее на приводной вал колеса.


1 - передняя крышка, 2 - внутренняя ступица, 3 - поршень, 4 - фасонная шайба, 5 - ЭБУ 4WD, 6 - электромагнит, 7 - управляющий фрикцион, 8 - якорь, 9 - главный фрикцион. a - большой ток, b - малый ток

Величина передаваемого усилия бесступенчато регулируется изменением силы тока в электромагните - чем больше ток, тем больше ход поршня.


Малый ток. a - усилие управляющего фрикциона (малое), b - ход поршня


Большой ток. a - усилие управляющего фрикциона (большое), b - ход поршня

Механизм размыкания силовой передачи выполнен в виде кулачковой (зубчатой) муфты, которая при необходимости соединяет шестерню с валом редуктора. Для более плавного включения механизм дополняется синхронизатором, который позволяет уравнивать скорости вращающихся элементов.


1 - ведущая шестерня, 2 - ведомая шестерня, 3 - втулка, 4 - возвратная пружина, 5 - вал редуктора, 6 - поршень, 7 - держатель, 8 - кулачок 2, 9 - электромагнит, 10 - шарик, 11 -кулачок 1. a - синхронизатор, b - зацепление муфты.

Порядок срабатывания (замыкание):
- Ток подается на электромагнит
- Якорь притягивается, замедляя вращение кулачка 2
- Возникает разница в угловой скорости кулачков 1 и 2
- Шарик расклинивается и раздвигает кулачки
- Кулачок 1 толкает поршень, который перемещает втулку
- Синхронизатор выравнивает скорости вращения ведомой шестерни и вала редуктора


1 - шестерня, 2 -втулка, 3 - возвратная пружина, 4 - входной вал, 5 - поршень, 6 - держатель, 7 - кулачок 1, 8 - шарик, 9 -кулачок 2, 10 - электромагнит, 11 - якорь

- Подача тока прекращается
- Поршень и втулка выталкиваются обратно возвратной пружиной
- При возврате поршень перещелкивается на другой вырез держателя, обратный ход поршня и втулки оказывается больше
- Кулачковая муфта замыкается
- Шестерня через втулку соединяется с валом


1 - шестерня, 2 - втулка, 3 - возвратная пружина, 4 - вал, 5 - поршень, 6 - держатель, 7 - кулачок 1, 8 - шарик, 9 -кулачок 2, 10 - электромагнит, 11 - якорь


1 - втулка, 2 - держатель, 3 - кулачок 1. a - разомкнуто, b - электромагнит включен, c - электромагнит выключен, d - замкнуто

Порядок срабатывания (размыкание):
- Ток подается на электромагнит
- Якорь притягивается, замедляя вращение кулачка 2
- Возникает разница в угловой скорости кулачков 1 и 2
- Шарик расклинивается и раздвигает кулачки
- Кулачок 1 толкает поршень, который перемещает втулку
- Кулачковая муфта размыкается


1 - шестерня, 2 - втулка, 3 - возвратная пружина, 4 - вал, 5 - поршень, 6 - держатель, 7 - кулачок 1, 8 - шарик, 9 - кулачок 2, 10 - электромагнит, 11 - якорь

- Подача тока прекращается
- Поршень и втулка выталкиваются обратно возвратной пружиной
- При возврате поршень перещелкивается на следующий вырез держателя, обратный ход поршня и втулки оказывается меньше
- Муфта остается разомкнутой, шестерня через втулку не соединяется с валом


1 - шестерня, 2 - втулка, 3 - возвратная пружина, 4 - вал, 5 - поршень, 6 - держатель, 7 - кулачок 1, 8 - шарик, 9 - кулачок 2, 10 - электромагнит, 11 - якорь


1 - втулка, 2 - держатель, 3 - кулачок 1. a - замкнуто, b - электромагнит включен, c - электромагнит выключен, d - разомкнуто

Раздаточная коробка

Обычный угловой редуктор в данной схеме дополняется кулачковой муфтой размыкания силовой передачи.


1 - корпус переднего дифференциала, 2 - входной вал, 3 - втулка, 4 - ведущая шестерня, 5 - ведомая шестерня, 6 - выходной вал, 7 - карданный вал

Передняя кулачковая (зубчатая) муфта при необходимости соединяет входной вал с ведущей шестерней раздатки.


1 - шестерня, 2 - втулка, 3 - возвратная пружина, 4 - входной вал, 5 - поршень, 6 - держатель ,7 - кулачок 2, 8 - электромагнит, 9 - шарик, 10 - кулачок 1

Порядок срабатывания (замыкание):
- Ток подается на электромагнит
- Якорь притягивается, замедляя вращение кулачка 2
- Возникает разница в угловой скорости кулачков 1 и 2
- Шарик расклинивается и раздвигает кулачки
- Кулачок 1 толкает поршень, который перемещает втулку


1 - шестерня, 2 -втулка, 3 - возвратная пружина, 4 - входной вал, 5 - поршень, 6 - держатель, 7 - кулачок 1, 8 -кулачок 2, 9 - электромагнит, 10 - якорь, 11 - шарик.

- Подача тока прекращается
- Поршень и втулка выталкиваются обратно возвратной пружиной
- При возврате поршень перещелкивается на другой вырез держателя, обратный ход поршня и втулки оказывается больше
- Кулачковая муфта замыкается
- Шестерня через втулку соединяется с валом


1 - шестерня, 2 -втулка, 3 - возвратная пружина, 4 - входной вал, 5 - поршень, 6 - держатель, 7 - кулачок 1, 8 -кулачок 2, 9 - электромагнит, 10 - якорь, 11 - шарик


1 - втулка, 2 - держатель, 3 - кулачок 1. a - разомкнуто, b - электромагнит включен, c - электромагнит выключен, d - замкнуто

Порядок срабатывания (размыкание):
- Ток подается на электромагнит
- Якорь притягивается, замедляя вращение кулачка 2
- Возникает разница в угловой скорости кулачков 1 и 2
- Шарик расклинивается и раздвигает кулачки
- Кулачок 1 толкает поршень, который перемещает втулку
- Кулачковая муфта размыкается


1 - шестерня, 2 -втулка, 3 - возвратная пружина, 4 - входной вал, 5 - поршень, 6 - держатель, 7 - кулачок 1, 8 -кулачок 2, 9 - электромагнит, 10 - якорь, 11 - шарик

- Подача тока прекращается
- Поршень и втулка выталкиваются обратно возвратной пружиной
- При возврате поршень перещелкивается на следующий вырез держателя, обратный ход поршня и втулки оказывается меньше
- Муфта остается разомкнутой, шестерня через втулку не соединяется с валом


1 - шестерня, 2 -втулка, 3 - возвратная пружина, 4 - входной вал, 5 - поршень, 6 - держатель, 7 - кулачок 1, 8 -кулачок 2, 9 - электромагнит, 10 - якорь, 11 - шарик


1 - втулка, 2 - держатель, 3 - кулачок 1. a - замкнуто, b - электромагнит включен, c - электромагнит выключен, d - разомкнуто


Управление

По сравнению с ATC количество элементов увеличилось в несколько раз: в раздаточной коробке - электромагнит передней кулачковой муфты и датчик ее положения, в заднем редукторе - электромагнит задней кулачковой муфты и датчик ее положения, датчик частоты вращения карданного вала, датчик температуры редуктора, электромагниты правой и левой муфт 4WD.

Блок управления 4WD - отдельный, расположен в корме автомобиля. В работе системы используются датчик положения рулевого колеса, датчики частоты вращения колес, датчик углового перемещения (ускорения), датчик замедления, сигналы положения педали тормоза и стояночного тормоза, положения дроссельной заслонки, частоты вращения коленчатого вала, выбранной передачи, сигналы ЭБУ двигателя, трансмиссии, ABS/VSC...

Система управления автоматически поддерживает запрограммированное значение передаваемого на задние колеса момента, и корректирует его распределение между колесами задней оси для повышения стабильности движения.
В установившемся режиме движения и с набором скорости система уменьшает момент на задних колесах, а через некоторое время размыкает силовую передачу с целью экономии.



При резком старте с места тяга на задних колесах традиционно увеличивается, для предотвращения эффекта торможения при повороте на небольшой скорости - уменьшается. При торможении 4WD отключается для лучшей эффективности.



Получая данные от массы датчиков автомобиля, система самостоятельно определяет момент входа в поворот, сравнивает текущие значения ускорений с идеальными, и, благодаря возможности по отдельности изменять моменты на внешнем и внутреннем колесах, корректирует недостаточную или избыточную поворачиваемость. Взаимодействие DTV и VSC должно позволять плавно ускоряться даже в условно скользких поворотах.



Индикатор (диаграмма распределения момента) на комбинации приборов количеством сегментов сигнализирует о величине момента, подводимого к каждому из колес.



Если раньше водитель тойоты с ATC располагал единственной кнопкой условно-принудительного подключения 4WD, то теперь ему предложены уже три выключателя "Multi-Terrain Select": формально - некоей интеллектуальной функции оптимального управления полным приводом для выбранных условий, реально - все того же принудительного подключения 4WD с разной пороговой скоростью отключения (Mud&Sand - при 40, Rock&Dirt - при 25 км/ч).



Впрочем, плюс новой схемы уже очевиден - если в ATC принудительное включение муфты в какой-то степени имитировало полный привод с заблокированным межосевым дифференциалом, то DTV по сути имитирует еще и блокировку заднего дифференциала (без необходимости подтормаживать буксующее колесо с помощью VSC).

По своему рыночному позиционированию DTV не заменяет, а только дополняет схему ATC/DTC, и пока будет устанавливаться только на топовые комплектации тойотовских моделей.


Полный привод Toyota. Обзор





Более 2000 руководств
по ремонту и техническому обслуживанию
автомобилей различных марок
 








Рейтинг@Mail.ru