UWAGA: pokazano wariant trzeciej generacji.
Poz. | część zamienna nr | Nazwa |
1 | - | Zawory sterujące - strona wydechowa |
2 | - | Aktywny moduł sprzęgła |
3 | - | Zawór sterujący / elektrozawór osiowy |
4 | - | Czujnik ciśnienia i temperatury oleju |
5 | - | wał wejściowy |
6 | - | Pompa elektrohydrauliczna |
7 | - | Filtr oleju |
8 | - | Odbiorca |
9 | - | Zawór sterujący - strona wlotowa |
10 | - | Połączony zawór sterujący i obejściowy |
11 | - | tłok w kształcie pierścienia |
12 | - | Wewnętrzny koncentrator łączący z gniazdami na zewnętrzny koncentrator. |
13 | - | Wewnętrzne i zewnętrzne tarcze sprzęgła mokrego |
Aktywne sprzęgło zapewnia korzyści stałego napędu na cztery koła, wraz z wydajnością i oszczędnością systemu niestałego. Sprzęgło, umieszczone między mechanizmem różnicowym a wałem napędowym, jest niezależną jednostką, która wykonuje funkcje mechaniczne, hydrauliczne i elektroniczne w celu rozdziału siły napędowej między przednią i tylną oś, z przejrzystym automatycznym sterowaniem.
Aktywne sprzęgło spełnia następujące funkcje:
- Elektroniczna kontrola przenoszenia momentu obrotowego.
- Szybkie załączanie, biorąc pod uwagę wymaganą siłę pociągową.
- Szybkie wyłączenie, aby zapewnić, że jego działanie nie zniekształci sygnałów prędkości kół i nie zakłóci działania systemu kontroli stabilności; jest to szczególnie ważne na powierzchniach o bardzo niskim współczynniku tarcia.
- Wstępne włączanie podczas postoju, aby zminimalizować buksowanie kół.
- Podczas manewrowania i parkowania samochodu nie występują przeciwstawne siły.
- Brak wrażliwości na testy hamulców na hamowni podwoziowej.
Aktywne sprzęgło czwartej generacji — pojazdy od roku modelowego 2009:
- Sprzęgło czwartej generacji nie ma pompy napędzanej mechanizmem różnicowym stosowanej w sprzęgle trzeciej generacji, ale ma elektryczną pompę osiową o większej wydajności i akumulator wysokiego ciśnienia.
- Serwozawór przepustnicy i czujnik ciśnienia na sprzęgle trzeciej generacji zostały zastąpione serwozaworem redukującym ciśnienie.
- Zawór redukcyjny ogranicznika momentu obrotowego na sprzęgle 3. generacji został zastąpiony elektronicznym zaworem sterującym i oprogramowaniem sterującym.
Aktywne sprzęgło czwartej generacji ma następujące ulepszenia w stosunku do poprzedniego sprzęgła trzeciej generacji:
- Zredukowany podstawowy moment obrotowy przy dużych prędkościach różnicowych.
- Aktywacja momentu obrotowego jest teraz oparta na prędkości różnicowej.
- Precyzyjna kontrola ogranicznika momentu obrotowego.
- Energia zmagazynowana w akumulatorze ciśnieniowym powoduje zmniejszenie maksymalnego prądu w pompie elektrycznej i szybszą reakcję.
Moduł sterujący - sprzęgła 3. i 4. generacji
Moduł sterujący, zamontowany na obudowie sprzęgła aktywnego, tworzy jedną całość z zaworem sterującym / elektrozaworem osiowym. Analizując informacje z innych modułów i czujników pojazdu, moduł sterujący reguluje elektrozawór osiowy, kontrolując ciśnienie płynu hydraulicznego działającego na tarcze sprzęgła. Poniżej wymieniono niektóre moduły i czujniki, z którymi komunikuje się moduł sterujący:
- Elementy połączone przewodami:
- Zawór sterujący / elektrozawór osiowy
- Pompa elektrohydrauliczna
- Czujnik ciśnienia i temperatury oleju
- Szybka magistrala CAN
- Moduł sterujący silnika
- Moduł przeciwblokujący hamulca/trakcji
- Przełącznik kontroli trakcji
- Czujnik odchylenia pojazdu
- Czujnik kąta skrętu
Osiowy zawór elektromagnetyczny w sposób ciągły reguluje parametry wyjściowe zaworu regulacyjnego za pomocą sygnału PWM (modulowana szerokość impulsu). Ciśnienie płynu roboczego działające na tarcze sprzęgła określa wielkość momentu obrotowego dostarczanego na tylną oś.
Aktywne sprzęgło ma wbudowane czujniki ciśnienia i temperatury oleju, dzięki czemu moduł sterujący może dokładnie kontrolować przenoszenie momentu obrotowego we wszystkich warunkach roboczych i środowiskowych. Korzystając z tych sygnałów, moduł sterujący stosuje strategie chroniące sprzęgło przed przegrzaniem; w skrajnych przypadkach, aby zabezpieczyć sprzęgło przed uszkodzeniem, sprzęgło rozłączy się, jeśli temperatura płynu hydraulicznego przekroczy 105°C. Normalna praca sprzęgła zostaje wznowiona, gdy temperatura spadnie poniżej 101°C.
Moduł sterujący ma wbudowany układ diagnostyczny, który w sposób ciągły monitoruje aktywny układ sprzęgła oraz jego sygnały wejściowe i wyjściowe. Jeśli moduł sterujący wykryje usterkę, generowany jest kod DTC (diagnostyczny kod usterki). Dostęp do kodu DTC uzyskuje się za pomocą systemu diagnostycznego zalecanego przez firmę Land Rover.
Pompa elektrohydrauliczna
Podczas jazdy po nawierzchniach o bardzo niskim współczynniku tarcia, takich jak mokra trawa, śnieg lub lód, może wystąpić początkowe buksowanie kół i słaba przyczepność. Przy aktywnym sprzęgle koła mogą obrócić się o prawie 60 stopni, zanim moment obrotowy zostanie przekazany przez sprzęgło.
W przypadku sprzęgieł trzeciej generacji, aby przeciwdziałać temu zjawisku, firma Land Rover opracowała unikalną funkcję wstępnego doładowania pod wysokim ciśnieniem, która aktywuje obwód hydrauliczny natychmiast po uruchomieniu silnika. W rzeczywistości napędzana elektrycznie pompa hydrauliczna jest zaprojektowana do utrzymywania potencjalnego momentu obrotowego 500 Nm w sprzęgle. (Ten potencjał momentu obrotowego dla sprzęgła czwartej generacji został zwiększony do 1500 Nm).
Dodatkową zaletą pojazdów wyposażonych w system Terrain Response jest zmiana poziomu napięcia wstępnego w celu uzyskania optymalnej przyczepności na różnych nawierzchniach. Poziom naładowania wstępnego zmienia się w zależności od trybu Terrain Response, na przykład:
- Gdy system Terrian Response pracuje w trybie "Programy specjalne wyłączone", co jest równoznaczne z normalną pracą pojazdów bez systemu Terrian Response, gdy pojazd porusza się po linii prostej z ruszaniem z miejsca, sprzęgło III generacji jest zaprogramowany na przenoszenie momentu obrotowego na tylną oś na poziomie 500 Nm, a sprzęgło 4 generacji - na przenoszenie momentu obrotowego na poziomie 1500 Nm. Strategia ta minimalizuje utratę przyczepności podczas ruszania, niezależnie od rodzaju drogi/terenu. Gdy pojazd przyspiesza, ciśnienie w sprzęgle jest zmniejszane, aby zmniejszyć zużycie paliwa.
- Dzięki możliwości śledzenia kąta skrętu, sprzęgło można zaprogramować tak, aby nie przenosiło przez nie momentu obrotowego. Zapobiega to blokowaniu się sprzęgła podczas manewrowania pojazdem przy niskich prędkościach i ostrych kątach skrętu.
- W trybie Trawa/Żwir/Śnieg sprzęgło jest zaprogramowane tak, aby utrzymywało napięcie wstępne do momentu osiągnięcia znacznie wyższych prędkości. Te same warunki obowiązują nawet podczas jazdy z niskimi prędkościami i ostrymi kątami skrętu, ponieważ na nawierzchniach o niskim współczynniku tarcia przyczepność ma pierwszeństwo przed zablokowaniem sprzęgła.
Więcej informacji znajduje się w rozdziale: Optymalizacja jazdy i prowadzenia (204-06 Optymalizacja jazdy i obsługi, opis i działanie).
Mechaniczna pompa hydrauliczna - sprzęgła III generacji
Wał kardana jest połączony z tarczą przedniego sprzęgła (podstawowy), zespół tarczy sprzęgła tylnego jest połączony z kołem zębatym napędu mechanizmu różnicowego (wtórny). Tarcza sterująca z 6 rolkami hydraulicznymi jest również połączona z przekładnią napędu mechanizmu różnicowego. Gdy nie ma różnicy prędkości między stroną wejściową i wyjściową sprzęgła, rolki są nieaktywne.
Jednak gdy przednia i tylna oś zaczynają się obracać z różnymi prędkościami, tarcza wahliwa obraca się względem rolek, co wytwarza ciśnienie hydrauliczne. Ciśnienie to służy do wyrównania przeciwległych tarcz sprzęgła, co skutkuje zwiększonym przenoszeniem momentu obrotowego na tylną oś. Wraz ze wzrostem różnicy prędkości między osiami ciśnienie hydrauliczne dodatkowo dociska tarcze sprzęgła do siebie, aby zwiększyć przenoszenie momentu obrotowego na tylną oś.
Zawór sterujący/osiowy zawór elektromagnetyczny steruje wielkością ciśnienia działającego na tarcze sprzęgła, a tym samym wielkością momentu obrotowego przenoszonego na tylną oś. Wąskie tolerancje produkcyjne i wyjątkowo niskie zużycie komponentów gwarantują precyzyjną kontrolę momentu obrotowego przez cały okres eksploatacji pojazdu.
Mechaniczna pompa hydrauliczna — sprzęgła czwartej generacji
Sprzęgło czwartej generacji nie wykorzystuje tarczy sterującej do mechanicznego zwiększania ciśnienia hydraulicznego, ale zamiast tego wykorzystuje nową pompę hydrauliczną do wytwarzania ciśnienia hydraulicznego i łączenia tarcz sprzęgła. Usunięcie tarczy sterującej zwiększa całkowitą powierzchnię tarcz sprzęgła, co z kolei zmniejsza wymagane ciśnienie hydrauliczne. Ciśnienie wymagane do uzyskania momentu obrotowego 1500 Nm zostało zmniejszone ze 100 barów dla sprzęgła 3. generacji do 40 barów dla sprzęgieł 4. generacji.
Pozycja wlotu i wylotu na łączniku 4. generacji pozostaje taka sama jak na łączniku 3. generacji, jak opisano powyżej.
Zawór obejściowy
Na nawierzchniach o bardzo niskim współczynniku tarcia może powstać moment hamowania układu napędowego, na przykład:
- odwrotny moment obrotowy podczas hamowania silników; Lub
- wymuszony ruch wału kardana przez przednie koła.
Może to wpływać na prędkość tylnego koła, uniemożliwiając określenie rzeczywistej przyczepności tylnego koła, ponieważ sygnał prędkości koła jest zniekształcony. Aby wyeliminować tę możliwość, zapewnione jest natychmiastowe otwarcie sprzęgła, gdy aktywowany jest system stabilizacji toru jazdy. W tym celu stosuje się zawór obejściowy, który natychmiast obniża ciśnienie w układzie do poziomu nominalnego.
Aby zrównoważyć ciśnienie podstawowe 4 bar (patrz poniżej, aby uzyskać szczegółowe informacje), sprzęgło trzeciej generacji wykorzystuje dużą sprężynę talerzową do rozpierania tarcz sprzęgła, aby zapobiec przenoszeniu momentu obrotowego przez sprzęgło. Nawet w temperaturze 0°C przenoszenie momentu obrotowego spada z 300 Nm do zera w ciągu 10 ms. Jednak sprzęgło czwartej generacji nie wymaga sprężyny Belleville do rozpierania tarcz sprzęgła, ponieważ sprzęgło nie ma wystarczającego nacisku podstawowego, aby połączyć tarcze.
Odbiorca
Im większą odległość muszą przesunąć tarcze sprzęgła, aby zetknąć się, tym dłużej trwa przemieszczenie płynu hydraulicznego potrzebnego do wytworzenia ciśnienia i przeniesienia momentu obrotowego. Aby temu przeciwdziałać, w sprzęgle trzeciej generacji przewidziano zbiornik. Utrzymuje nominalne ciśnienie 4 bar w obwodzie hydraulicznym. Chociaż to ciśnienie nie jest wystarczające do przeniesienia znacznego momentu obrotowego przez sprzęgło, dociska tarcze bardzo blisko siebie, wymagając bardzo niewielkiego przemieszczenia płynu, aby zapewnić pełne sprzęgnięcie i maksymalne przeniesienie momentu obrotowego. Pełne przeniesienie momentu obrotowego można osiągnąć w 150 ms.
W przypadku sprzęgła czwartej generacji czas aktywacji wynoszący 150 ms uzyskuje się dzięki zastosowaniu sprężyny talerzowej, która ściska tarcze razem (bez inicjowania przenoszenia znacznego momentu obrotowego przez sprzęgło). Ponieważ pompa nie jest stale używana do generowania ciśnienia podstawowego (tak jak było na sprzęgle 3 generacji), zapewnia poprawę oszczędności paliwa.
Zestaw mokrej tarczy sprzęgła
Zestaw tarcz sprzęgła składa się z 7 par tarcz, tarcze wewnętrzne wykonane są ze stali hartowanej, tarcze zewnętrzne ze stali spiekanej. Tarcze sprzęgła pracują w płynie przekładniowym.
Przenoszenie momentu obrotowego przez zestaw tarcz sprzęgła jest ograniczone do 1500 Nm. Dzięki temu niskie biegi zachowują element napędu na przednie koła, zapewniając stabilną przyczepność. Na wysokich biegach sprzęgło teoretycznie jest w stanie przenieść całą siłę napędową na tylną oś, chociaż muszą zaistnieć ekstremalne warunki, aby tak się stało.
Komentarze do tego artykułu