Aktivna spojka (Freelander 2)

NAPOMENA: prikazana opcija 3. generacije.

Poz.	Rezervni dio br	Ime
1	-	Kontrolni ventili - izlazna strana
2	-	Aktivni modul spojke
3	-	Kontrolni ventil/aksijalni solenoidni ventil
4	-	Senzor pritiska i temperature ulja
5	-	Ulazno vratilo
6	-	Elektrohidraulička pumpa
7	-	Filter ulja
8	-	Prijemnik
9	-	Nepovratni ventil - ulazna strana
10	-	Kombinirani povratni i premosni ventil
11	-	Klip u obliku prstena
12	-	Unutarnja spojna glavčina s žljebovima za vanjsku glavčinu.
13	-	Unutarnji i vanjski mokri diskovi kvačila

Aktivna spojka pruža prednosti sustava stalnog pogona na sve kotače uz učinkovitost i ekonomičnost sustava koji ne radi stalno. Spojka, smještena između diferencijala i pogonskog vratila, samostalna je jedinica koja obavlja mehaničke, hidrauličke i elektroničke funkcije za raspodjelu pogonske sile između prednje i stražnje osovine, s transparentnom automatskom kontrolom.

Aktivna spojka obavlja sljedeće funkcije:

• Elektronička kontrola prijenosa momenta.
• Brzo uključivanje na temelju potrebne vučne sile.
• Brzo isključivanje kako bi se osiguralo da rad ne iskrivljuje signale brzine kotača ili ne ometa kontrolu stabilnosti; ovo je posebno važno na površinama s vrlo niskim trenjem.
• Prethodno pokrenite iz mirovanja kako biste smanjili proklizavanje kotača.
• Prilikom manevriranja i parkiranja automobila nema suprotnih sila.
• Nema osjetljivosti na testiranje kočnica na dinamometaru šasije.

Aktivna spojka 4. generacije - vozila od modelske godine 2009.:

• Spojka 4. generacije nema pumpu diferencijalne brzine koja se koristi na spojki 3. generacije, ali je opremljena električnom aksijalnom pumpom većeg kapaciteta i visokotlačnim akumulatorom.
• Prateći ventil prigušne zaklopke 3. generacije i senzor tlaka spojke zamijenjeni su pratećim ventilom za smanjenje tlaka.
• Ventil za ograničenje tlaka limitatora zakretnog momenta na kvačilu Gen 3 zamijenjen je elektroničkim upravljačkim ventilom i upravljačkim softverom.

Gen 4 Active Clutch ima sljedeća poboljšanja u odnosu na prethodnu Gen 3 Clutch:

• Smanjeni osnovni moment pri visokim diferencijalnim brzinama.
• Aktivacija zakretnog momenta sada ovisi o diferencijalnoj brzini.
• Precizna kontrola limitera zakretnog momenta.
• Energija pohranjena u akumulatoru tlaka rezultira manjom maksimalnom strujom u električnoj pumpi i bržim odzivom.

Upravljački modul - spojnice 3. i 4. generacije

Upravljački modul, postavljen na kućište aktivne spojke, čini integralnu jedinicu s upravljačkim ventilom/aksijalnim elektromagnetskim ventilom. Analizirajući informacije iz drugih modula i senzora vozila, upravljački modul prilagođava aksijalni solenoidni ventil, kontrolirajući tlak hidrauličke tekućine koji djeluje na diskove spojke. Neki od modula i senzora s kojima upravljački modul komunicira navedeni su u nastavku:

• Elementi povezani žicama:
  • Kontrolni ventil/aksijalni solenoidni ventil
  • Elektrohidraulička pumpa
  • Senzor pritiska i temperature ulja
• CAN sabirnica velike brzine
  • Upravljački modul motora
  • Antiblokirajući modul kočnica/kontrola proklizavanja
  • Prekidač kontrole proklizavanja
  • Senzor skretanja vozila
  • Senzor kuta upravljanja

Aksijalni solenoidni ventil kontinuirano podešava izlaz regulacijskog ventila pomoću PWM (Pulse Width Modulated) signala. Tlak radnog fluida koji djeluje na diskove kvačila određuje količinu okretnog momenta koji se dovodi na stražnju osovinu.

Aktivna spojka ima ugrađene senzore tlaka i temperature ulja, omogućujući upravljačkom modulu da točno kontrolira isporuku okretnog momenta u svim uvjetima rada i okoliša. Pomoću ovih signala upravljački modul primjenjuje strategije za zaštitu spojnice od pregrijavanja; u ekstremnim slučajevima, radi zaštite spojke od oštećenja, spojka se odvaja ako temperatura hidrauličke tekućine prijeđe 105°C. Normalan rad kvačila nastavlja se kada temperatura padne ispod 101°C.

Upravljački modul ima ugrađen dijagnostički sustav koji kontinuirano prati sustav aktivne spojke i njegove ulazne i izlazne signale. Ako upravljački modul otkrije kvar, generira se DTC (Dijagnostički kod kvara). DTC-u se pristupa preko Land Rover propisanog dijagnostičkog sustava.

Elektrohidraulička pumpa

Prilikom vožnje na površinama s vrlo niskim trenjem, poput mokre trave, snijega ili leda, može doći do proklizavanja kotača i slabe trakcije. S aktivnom spojkom, kotači se mogu okrenuti za gotovo 60 stupnjeva prije nego što se okretni moment može prenijeti kroz spojku.



Na Generaciji 3 spojki, kako bi se suprotstavio ovom fenomenu, Land Rover je razvio jedinstvenu visokotlačnu značajku prednabijanja koja aktivira hidraulički krug čim se motor pokrene. Zapravo, hidraulička pumpa s električnim pogonom dizajnirana je za održavanje potencijalnog okretnog momenta od 500 Nm u spojki. (Ovaj potencijal okretnog momenta za spojku 4. generacije povećan je na 1500 Nm).

Vozila opremljena sustavom Terrain Response imaju dodatnu prednost variranja razine prednabijanja kako bi se postigla optimalna trakcija na različitim površinama. Razina prethodnog pojačanja varira ovisno o načinu rada Terrain Response, na primjer:

• Kada sustav Terrian Response radi u načinu rada "Special Programs Off", što je ekvivalentno normalnom radu vozila bez Terrian Response, kada se vozilo kreće pravocrtno počevši od stacionarnog položaja, Gen 3 spojka je programirana za prijenos okretnog momenta na stražnju osovinu od 500 Nm, a spojka 4. generacije sposobna je prenijeti okretni moment od 1500 Nm. Ova strategija minimalizira gubitak trakcije pri kretanju, bez obzira na površinu ceste/teren. Kada vozilo ubrzava, pritisak spojke se smanjuje kako bi se smanjila potrošnja goriva.
• Uz mogućnost praćenja kuta upravljanja, spojka se može programirati tako da se kroz nju ne prenosi okretni moment. To sprječava blokiranje spojke pri manevriranju vozilom pri malim brzinama i oštrim kutovima upravljanja.
• U načinu rada Trava/Šljunak/Snijeg, kvačilo je programirano da održava stanje prethodnog punjenja dok se ne postignu mnogo veće brzine. Ovi isti uvjeti vrijede čak i kada se vozilo vozi malim brzinama i pod oštrim kutovima upravljanja, jer na površinama s niskim trenjem trakcija ima prednost pred blokiranjem spojke.

Za više informacija pogledajte poglavlje: Optimizacija vožnje i upravljanja (204-06 Optimizacija vožnje i upravljanja, opis i rad).

Mehanička hidraulička pumpa - spojnice 3. generacije

Pogonsko vratilo spojeno je na prednji sklop diska kvačila (primarni), a sklop stražnjeg diska spojke spojen je na pogonski zupčanik diferencijala (sekundarni). Zakretna ploča sa 6 hidrauličkih valjaka također je spojena na pogonski zupčanik diferencijala. Kad nema razlike u brzini između ulazne i izlazne strane kvačila, valjci nemaju učinka.

Međutim, kada se prednja i stražnja osovina počnu okretati različitim brzinama, zakretna ploča se okreće u odnosu na valjke, što stvara hidraulički pritisak. Ovaj pritisak služi za prisiljavanje suprotnih diskova spojke u poravnanje, čime se povećava prijenos okretnog momenta na stražnju osovinu. Kako se razlika u brzini između osovina povećava, hidraulički tlak dodatno gura lamele spojke jednu prema drugoj kako bi se povećao prijenos okretnog momenta na stražnju osovinu.

Upravljački ventil/aksijalni solenoidni ventil kontrolira količinu pritiska koja se primjenjuje na lamele spojke, a time i količinu okretnog momenta koja se prenosi na stražnju osovinu. Uske proizvodne tolerancije i iznimno nisko trošenje komponenti osiguravaju preciznu kontrolu okretnog momenta tijekom cijelog vijeka trajanja vozila.

Mehanička hidraulička pumpa - spojnice 4. generacije

Spojka Gen 4 ne koristi zakretnu ploču za mehaničko povećanje hidrauličkog tlaka, već umjesto toga koristi novu hidrauličku pumpu za stvaranje hidrauličkog tlaka i spajanje lamela kvačila. Uklanjanje zakretne ploče omogućuje povećanje ukupne površine lamela kvačila, što zauzvrat smanjuje traženi hidraulički tlak. Tlak potreban za proizvodnju 1500 Nm okretnog momenta smanjen je sa 100 bara za spojku 3. generacije na 40 bara za spojku 4. generacije.



Ulazni i izlazni položaji na spojnici 4. generacije ostaju isti kao na spojnici 3. generacije, kao što je gore opisano.

Premosni ventil

Na površinama s vrlo niskim trenjem može se razviti moment kočenja pogonskog sklopa, na primjer:

• obrnuti moment pri kočenju motora; ili
• prisilno kretanje pogonskog vratila od strane prednjih kotača.

To može utjecati na brzinu stražnjih kotača, sprječavajući određivanje prave trakcije stražnjih kotača jer je signal brzine kotača iskrivljen. Kako bi se uklonila ova mogućnost, spojka se odmah otpušta kada se aktivira sustav kontrole stabilnosti. U tu svrhu koristi se premosni ventil koji odmah smanjuje tlak u sustavu na nominalnu razinu.

Za uravnoteženje osnovnog tlaka od 4 bara (pogledajte dolje za detalje), Gen 3 spojka koristi veliku Belleville oprugu za širenje lamela spojke kako bi se spriječio prijenos okretnog momenta kroz spojku. Čak i pri 0°C prijenos okretnog momenta pada s 300 Nm na nulu unutar 10 ms. Međutim, u kvačilu 4. generacije, Belleville opruga nije potrebna za razdvajanje lamela kvačila, budući da u kvačilu nema dovoljno osnovnog tlaka da spoji diskove zajedno.

Prijemnik

Što je veća udaljenost na kojoj se lamele spojke moraju pomaknuti da bi uspostavile kontakt, to je dulje potrebno za istiskivanje hidrauličke tekućine potrebne za stvaranje pritiska i prijenos okretnog momenta. Kako bi se to spriječilo, spojka 3. generacije ima prijemnik. Održava nazivni tlak od 4 bara u hidrauličkom krugu. Iako ovaj pritisak nije dovoljan za prijenos značajnog okretnog momenta kroz kvačilo, on tjera diskove u vrlo blizinu dok zahtijeva vrlo malo istiskivanja tekućine kako bi se osigurao potpuni angažman i maksimalni prijenos okretnog momenta. Puni prijenos okretnog momenta može se postići za 150 ms.



Na kvačilu 4. generacije, vrijeme aktivacije od 150 ms postiže se korištenjem disk opruge koja djeluje tako da sabija diskove zajedno (bez pokretanja značajnog prijenosa okretnog momenta kroz kvačilo). Budući da se pumpa ne koristi stalno za stvaranje osnovnog tlaka (kao što je bio slučaj sa spojkom 3. generacije), postižu se poboljšanja u potrošnji goriva.

Komplet diskova mokrog kvačila

Set diskova kvačila sastoji se od 7 pari diskova, unutarnji diskovi izrađeni su od kaljenog čelika, vanjski diskovi izrađeni su od sinteriranog čelika. Diskovi spojke rade u tekućini za prijenos.

Prijenos okretnog momenta kroz set diskova kvačila ograničen je na 1500 Nm. To omogućuje niskim stupnjevima prijenosa da zadrže element pogona na prednjim kotačima za stabilnu trakciju. U visokim stupnjevima prijenosa, spojka je teoretski sposobna prenijeti svu pogonsku silu na stražnju osovinu, iako moraju postojati ekstremni uvjeti da bi se to dogodilo.