La vectorización de par es una tecnología empleada en diferenciales de automóviles que tiene la capacidad de variar el par en cada semieje con un sistema electrónico . Este método de transferencia de potencia se ha vuelto popular recientemente en vehículos con tracción total . [1] Algunos vehículos más nuevos con tracción delantera también tienen un diferencial de vectorización de par básico. A medida que mejora la tecnología en la industria automotriz, más vehículos están equipados con diferenciales de vectorización de par. Esto permite que las ruedas se agarren a la carretera para un mejor despegue y manejo.
Historia [ editar ]
La frase "Torque Vectoring" fue utilizada por primera vez por Ricardo en 2006 SAE 2006-01-0818 en relación con sus tecnologías de transmisión. La idea de vectorización de par se basa en los principios básicos de un diferencial estándar. Un diferencial de vectorización de par realiza tareas diferenciales básicas al mismo tiempo que transmite el par de forma independiente entre las ruedas. Esta capacidad de transferencia de par mejora el manejo y la tracción en casi cualquier situación. Los diferenciales de vectorización de par se utilizaron originalmente en las carreras. Los coches de rally de Mitsubishi fueron algunos de los primeros en utilizar la tecnología. [2] La tecnología se ha desarrollado lentamente y ahora se está implementando en una pequeña variedad de vehículos de producción. El uso más común de vectorización de par en automóviles hoy en día es en vehículos con tracción total.
Descripción funcional [ editar ]
La idea y la implementación de la vectorización de par son complejas. El objetivo principal de la vectorización de par es variar de forma independiente el par para cada rueda. Los diferenciales generalmente constan solo de componentes mecánicos. Un diferencial de vectorización de par requiere un sistema de monitoreo electrónico además de los componentes mecánicos estándar. Este sistema electrónico le dice al diferencial cuándo y cómo variar el par. Debido a la cantidad de ruedas que reciben potencia, un diferencial de tracción delantera o trasera es menos complejo que un diferencial de tracción total. El impacto de la distribución del par es la generación del momento de guiñada que surge de las fuerzas longitudinales y los cambios en la resistencia lateral generados por cada neumático. Aplicar más fuerza longitudinal reduce la resistencia lateral que se puede generar.La condición de conducción específica dicta cuál debe ser la compensación para amortiguar o excitar la aceleración de guiñada. La función es independiente de la tecnología y podría lograrse mediante dispositivos de transmisión para un sistema de propulsión convencional o con fuentes de par eléctrico. Luego viene el elemento práctico de integración con funciones de estabilidad de freno para diversión y seguridad.
Tracción delantera / trasera [ editar ]
Los diferenciales de vectorización de par en vehículos con tracción delantera o trasera son menos complejos, pero comparten muchos de los mismos beneficios que los diferenciales de tracción total. El diferencial solo varía el par entre dos ruedas. El sistema de monitoreo electrónico solo monitorea dos ruedas, lo que lo hace menos complejo. Un diferencial de tracción delantera debe tener en cuenta varios factores. Debe controlar el ángulo de giro y dirección de las ruedas. Como estos factores varían durante la conducción, se ejercen diferentes fuerzas sobre las ruedas. El diferencial monitorea estas fuerzas y ajusta el par en consecuencia. Muchos diferenciales de tracción delantera pueden aumentar o disminuir el par transmitido a una determinada rueda. [3]Esta capacidad mejora la capacidad de un vehículo para mantener la tracción en condiciones climáticas adversas. Cuando una rueda comienza a patinar, el diferencial puede reducir el torque a esa rueda, frenando efectivamente la rueda. El diferencial también aumenta el par en la rueda opuesta, lo que ayuda a equilibrar la potencia de salida y mantener estable el vehículo. Un diferencial de vectorización de par de tracción trasera funciona de manera similar a un diferencial de tracción delantera.
Tracción en las cuatro ruedas [ editar ]
La mayoría de los diferenciales de vectorización de par se encuentran en vehículos con tracción total. Un diferencial de vectorización de par básico varía el par entre las ruedas delanteras y traseras. Esto significa que, en condiciones normales de conducción, las ruedas delanteras reciben un porcentaje determinado del par motor y las ruedas traseras reciben el resto. Si es necesario, el diferencial puede transferir más torque entre las ruedas delanteras y traseras para mejorar el rendimiento del vehículo.
Por ejemplo, un vehículo puede tener una distribución de par estándar del 90% en las ruedas delanteras y del 10% en las traseras. Cuando es necesario, el diferencial cambia la distribución a 50/50. Esta nueva distribución distribuye el par de manera más uniforme entre las cuatro ruedas. Tener una distribución de par más uniforme aumenta la tracción del vehículo. [4]
También hay diferenciales de vectorización de par más avanzados. Estos diferenciales se basan en la transferencia de par básica entre las ruedas delanteras y traseras. Añaden la capacidad de transferir torque entre ruedas individuales. Esto proporciona un método aún más eficaz para mejorar las características de manejo. El diferencial monitorea cada rueda de forma independiente y distribuye el par disponible para adaptarse a las condiciones actuales.
Vehículos eléctricos [ editar ]
En un vehículo eléctrico se puede implementar la tracción total con dos motores eléctricos independientes , uno para cada eje. En este caso, la vectorización de par entre los ejes delantero y trasero es solo una cuestión de controlar electrónicamente la distribución de potencia entre los dos motores, lo que se puede hacer en una escala de milisegundos. [5]
La vectorización del par es incluso más eficaz si se acciona a través de dos accionamientos de motor eléctrico ubicados en el mismo eje, ya que esta configuración se puede utilizar para dar forma a la característica de subviraje del vehículo y mejorar la respuesta transitoria del vehículo. [6] [7] Se utiliza una unidad de transmisión especial en el vehículo experimental MUTE de la Universidad Técnica de Múnich , donde el motor más grande proporciona la potencia motriz y el más pequeño para la funcionalidad de vectorización de par. El sistema de control detallado de la vectorización de par se describe en la tesis doctoral del Dr.-Ing. Michael Graf. [8] En el caso de vehículos eléctricos con cuatro motores eléctricos, el mismo par total de rueda y guiñadaEl momento se puede generar a través de un número infinito de distribuciones de par de rueda. La eficiencia energética se puede utilizar como criterio para distribuir los pares entre las ruedas individuales. [9] [10]
Ver también [ editar ]
Referencias [ editar ]
- ^ Ireson, Nelson (28 de diciembre de 2010). "El Ford Focus 2012 obtiene vectorización de par, no estamos emocionados" . motorauthority.com . Consultado el 2 de noviembre de 2012 .
- ^ "Vectorización de par y diferencial activo" . Torque-vectoring.belisso.com. 2009-11-22 . Consultado el 12 de marzo de 2012 .
- ^ "Vectorización de par" (PDF) . www.vehicledynamicsinternational.com.
- ^ "Vectorización de par: el futuro hiperinteligente y eficiente en el consumo de combustible de la tracción en las cuatro ruedas" . Mecánica popular. 2009-10-01 . Consultado el 12 de marzo de 2012 .
- ↑ Davies, Alex (10 de octubre de 2014). "El modelo D es el coche más potente de Tesla, además de piloto automático" . Wired.com . Consultado el 11 de octubre de 2014 .
Musk dijo que la eficiencia adicional se debe al sistema electrónico que cambiará la potencia entre los motores delantero y trasero de un milisegundo al siguiente, por lo que cada uno siempre está funcionando en su punto más eficiente.
- ^ De Novellis, L .; Sorniotti, A .; Gruber, P .; Orus, J .; Rodríguez, JM; Theunissen, J .; De Smet, J. (2015). "Control directo del momento de guiñada accionado mediante transmisiones eléctricas y frenos de fricción: diseño teórico y evaluación experimental" . Mecatrónica . 26 : 1-15. doi : 10.1016 / j.mechatronics.2014.12.003 .
- ^ Goggia, T., Sorniotti, A., De Novellis, L., Ferrara, A. , Gruber, P., Theunissen, J., Steenbeke, D., Knauder, B., Zehetner, J. 'Modo deslizante integral for the Torque-Vectoring Control of Fully Electric Vehicles: Theoretical Design and Experimental Assessment ', IEEE Transactions on Vehicular Technology, 2014 ( http://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=6857437&tag=1 )
- ^ Graf M. 'Methode zur Erstellung und Absicherung einer modellbasierten Sollvorgabe für Fahrdynamikregelsysteme', Universidad Técnica de Munich, 2014 ( https://mediatum.ub.tum.de/doc/1221813/1221813.pdf )
- ^ De Novellis, L., Sorniotti, A., Gruber, P. 'Criterios de distribución de par de ruedas para vehículos eléctricos con diferenciales de vectorización de par', Transacciones de IEEE sobre tecnología vehicular, vol.63 (4), págs. 1593-1602, 2013 ( http://ieeexplore.ieee.org/xpls/abs_all.jsp?arnumber=6656947 )
- ^ Chen, Y., Wang, J. 'Asignación de control de eficiencia energética óptima rápida y global con aplicaciones a vehículos eléctricos terrestres sobreactivados', Transacciones IEEE sobre tecnología de sistemas de control, vol. 20 (5), págs. 1202-1211 , 2012 ( http://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=5981409 )
