Aktív kuplung (Freelander 2)

MEGJEGYZÉS: 3. generációs opció látható.

Pozíció.	Alkatrész sz	Név
1	-	Szabályozó szelepek - kimeneti oldal
2	-	Aktív tengelykapcsoló modul
3	-	Vezérlőszelep/axiális mágnesszelep
4	-	Olajnyomás és hőmérséklet érzékelő
5	-	Bemeneti tengely
6	-	Elektrohidraulikus szivattyú
7	-	Olajszűrő
8	-	Vevő
9	-	Visszacsapó szelep - bemeneti oldal
10	-	Kombinált ellenőrző és bypass szelep
11	-	Gyűrű alakú dugattyú
12	-	Belső összekötő agy bordákkal a külső agyhoz.
13	-	Belső és külső nedves kuplungtárcsák

Az aktív tengelykapcsoló a teljes idejű összkerékhajtás előnyeit a nem teljes munkaidős rendszer hatékonyságával és gazdaságosságával biztosítja. A differenciálmű és a hajtótengely között elhelyezkedő tengelykapcsoló egy önálló egység, amely mechanikus, hidraulikus és elektronikus funkciókat lát el a hajtóerő elosztása érdekében az első és a hátsó tengely között, átlátszó automatikus vezérléssel.



Az aktív tengelykapcsoló a következő funkciókat látja el:

• A nyomatékátvitel elektronikus vezérlése.
• Gyors kapcsolódás a szükséges vonóerő alapján.
• Gyors leállítás annak biztosítására, hogy a működés ne torzítsa el a keréksebesség-jeleket, és ne zavarja a stabilitás-szabályozást; ez különösen fontos nagyon alacsony súrlódású felületeken.
• A kerékcsúszás minimalizálása érdekében indítsa el előre a nyugalmat.
• Manőverezéskor és parkoláskor nincsenek ellentétes erők.
• Nincs érzékenység a fékpróbára a futóműves dinamionon.

Aktív tengelykapcsoló 4. generáció – 2009-es modellévből származó járművek:

• A 4. generációs tengelykapcsoló nem rendelkezik a 3. generációs tengelykapcsolón használt sebességkülönbség-szivattyúval, hanem nagyobb teljesítményű elektromos axiálszivattyúval és nagynyomású akkumulátorral van felszerelve.
• A 3. generációs fojtószelep-követő szelepet és a tengelykapcsoló nyomásérzékelőjét nyomáscsökkentő követőszelepre cserélték.
• A Gen 3 tengelykapcsoló nyomatékhatároló nyomáscsökkentő szelepét elektronikus vezérlőszelep és vezérlőszoftver váltja fel.

A Gen 4 Active Clutch a következő fejlesztésekkel rendelkezik az előző Gen 3 tengelykapcsolóhoz képest:

• Csökkentett alapnyomaték nagy fordulatszám-különbségnél.
• A nyomaték aktiválása most a sebességkülönbségtől függ.
• Pontos nyomatékhatároló vezérlés.
• A nyomástárolóban tárolt energia alacsonyabb maximális áramerősséget és gyorsabb reakciót eredményez az elektromos szivattyúban.

Vezérlőmodul - 3. és 4. generációs tengelykapcsolók

Az aktív tengelykapcsoló házra szerelt vezérlőmodul a vezérlőszeleppel/axiális mágnesszeleppel egy integrált egységet alkot. Más modulokból és járműérzékelőkből származó információkat elemezve a vezérlőmodul beállítja az axiális mágnesszelepet, szabályozva a tengelykapcsoló tárcsákra ható hidraulikafolyadék nyomását. Az alábbiakban felsorolunk néhány modult és érzékelőt, amelyekkel a vezérlőmodul kommunikál:

• Vezetékekkel csatlakoztatott elemek:
  • Vezérlőszelep/axiális mágnesszelep
  • Elektrohidraulikus szivattyú
  • Olajnyomás és hőmérséklet érzékelő
• Nagy sebességű CAN busz
  • Motorvezérlő modul
  • Blokkolásgátló fék/kipörgésgátló modul
  • Kipörgésgátló kapcsoló
  • Jármű elfordulásérzékelő
  • Kormányszög érzékelő

Az axiális mágnesszelep folyamatosan beállítja a vezérlőszelep kimenetét egy PWM (impulzusszélesség-modulált) jel segítségével. A tengelykapcsoló tárcsákra ható munkafolyadék nyomása határozza meg a hátsó tengelyre jutó nyomaték nagyságát.

Az aktív tengelykapcsoló beépített olajnyomás- és hőmérséklet-érzékelőkkel rendelkezik, amelyek lehetővé teszik a vezérlőmodul számára, hogy minden üzemi és környezeti körülmény között pontosan szabályozza a nyomatékleadást. Ezekkel a jelekkel a vezérlőmodul stratégiákat alkalmaz a tengelykapcsoló túlmelegedés elleni védelmére; szélsőséges esetekben, hogy megóvja a tengelykapcsolót a sérülésektől, a tengelykapcsoló lekapcsol, ha a hidraulikafolyadék hőmérséklete meghaladja a 105°C-ot. A tengelykapcsoló normál működése visszaáll, ha a hőmérséklet 101°C alá esik.

A vezérlőmodul beépített diagnosztikai rendszerrel rendelkezik, amely folyamatosan figyeli az aktív tengelykapcsoló rendszert és annak bemeneti és kimeneti jeleit. Ha a vezérlőmodul meghibásodást észlel, hibakód (Diagnosztikai hibakód) generálódik. A hibakód a Land Rover által előírt diagnosztikai rendszeren keresztül érhető el.

Elektrohidraulikus szivattyú

Ha nagyon alacsony súrlódású felületeken, például nedves füvön, hóban vagy jégen halad, előfordulhat, hogy a kerék megcsúszhat és rossz tapadást tapasztalhat. Aktív tengelykapcsolóval a kerekek csaknem 60 fokkal elfordulhatnak, mielőtt a nyomatékot a tengelykapcsolón keresztül továbbítanák.



A 3-as generációs tengelykapcsolókon ennek a jelenségnek az ellensúlyozására a Land Rover egyedülálló nagynyomású előtöltési funkciót fejlesztett ki, amely azonnal aktiválja a hidraulikus kört, amint a motor beindul. Valójában az elektromos meghajtású hidraulikus szivattyút úgy tervezték, hogy a tengelykapcsolóban 500 Nm potenciális nyomatékot tartson fenn. (A 4. generációs tengelykapcsoló esetében ez a nyomatékpotenciál 1500 Nm-re nőtt).

A Terrain Response rendszerrel felszerelt járművek további előnye, hogy változtatják az előtöltés szintjét, hogy optimális tapadást érjenek el a különböző felületeken. Az előfokozás szintje a terepreakció módtól függően változik, például:

• Amikor a Terrian Response rendszer "Special Programs Off" módban működik, ami megegyezik a Terrian Response nélküli járművek normál működésével, amikor a jármű álló helyzetből indulva egyenes vonalban mozog, a Gen 3 tengelykapcsoló programozásra kerül. hogy a nyomatékot 500 Nm-en továbbítsa a hátsó tengelyre, a 4. generációs tengelykapcsoló pedig 1500 Nm nyomaték átvitelére képes. Ez a stratégia minimálisra csökkenti a tapadás elvesztését induláskor, függetlenül az útfelülettől/tereptől. Amikor a jármű gyorsul, a tengelykapcsoló nyomása csökken az üzemanyag-fogyasztás csökkentése érdekében.
• A kormányzási szög figyelemmel kísérésével a tengelykapcsoló úgy programozható, hogy ne kerüljön át rajta nyomaték. Ez megakadályozza, hogy a tengelykapcsoló blokkoljon, amikor a járművel alacsony sebességgel és éles kormányszögben manőverez.
• Fű/kavics/hó üzemmódban a tengelykapcsoló úgy van programozva, hogy fenntartsa az előtöltési állapotot, amíg sokkal nagyobb sebességet nem ér el. Ugyanezek a feltételek akkor is érvényesek, ha a járművet alacsony sebességgel és éles kormányszögben vezetik, mivel az alacsony súrlódású felületeken a tapadás elsőbbséget élvez a tengelykapcsoló blokkolásával szemben.

További információkért olvassa el a következő fejezetet: Utazás és kezelés optimalizálása (204-06 Ride and Handling Optimization, Leírás és működés).

Mechanikus hidraulikus szivattyú - 3. generációs csatlakozók

A hajtótengely az első tengelykapcsolótárcsa szerelvényhez (elsődleges), a hátsó tengelykapcsolótárcsa szerelvény pedig a differenciálmű hajtóműhöz (másodlagos) csatlakozik. A differenciálmű hajtóműhöz egy 6 hidraulikus görgős lengőtárcsa is csatlakozik. Ha nincs sebességkülönbség a tengelykapcsoló bemeneti és kimeneti oldala között, a görgőknek nincs hatása.

Amikor azonban az első és a hátsó tengely különböző sebességgel forogni kezd, a lengőtárcsa a görgőkhöz képest elfordul, ami hidraulikus nyomást hoz létre. Ez a nyomás arra szolgál, hogy a szemben lévő tengelykapcsoló tárcsákat egy vonalba kényszerítse, ezáltal növelve a nyomaték átvitelét a hátsó tengelyre. A tengelyek közötti sebességkülönbség növekedésével a hidraulikus nyomás tovább nyomja egymás felé a tengelykapcsoló lemezeket, hogy növelje a nyomatékátvitelt a hátsó tengelyre.

A vezérlőszelep/axiális mágnesszelep szabályozza a tengelykapcsoló lemezekre kifejtett nyomás mértékét, és ezáltal a hátsó tengelyre továbbított nyomaték mértékét. A szigorú gyártási tűrések és a kivételesen alacsony alkatrészkopás biztosítja a pontos nyomatékszabályozást a jármű teljes élettartama alatt.

Mechanikus hidraulikus szivattyú - 4. generációs csatlakozók

A Gen 4 tengelykapcsoló nem használ lengőtárcsát a hidraulikus nyomás mechanikus növelésére, hanem egy új hidraulikus szivattyút használ a hidraulikus nyomás létrehozására és a tengelykapcsoló lemezek egymáshoz kényszerítésére, ami viszont csökkenti a kért hidraulikus nyomást. Az 1500 Nm nyomaték előállításához szükséges nyomást a 3. generációs tengelykapcsoló 100 bar-ról 40 bar-ra csökkentették a 4. generációs tengelykapcsolónál.



A 4. generációs tengelykapcsoló bemeneti és kimeneti pozíciói ugyanazok maradnak, mint a 3. generációs tengelykapcsolón, a fent leírtak szerint.

Bypass szelep

Nagyon alacsony súrlódású felületeken a hajtáslánc féknyomatéka kialakulhat, például:

• fordított nyomaték a motorok fékezésekor; vagy
• a hajtótengely kényszermozgása az első kerekek által.

Ez befolyásolhatja a hátsó kerekek sebességét, megakadályozva a hátsó kerekek valódi vonóerejének meghatározását, mivel a keréksebesség-jel torz. Ennek a lehetőségnek a kiküszöbölésére a tengelykapcsoló azonnal kienged, amikor a menetstabilizáló rendszer aktiválódik. Erre a célra egy bypass szelepet használnak, amely azonnal csökkenti a nyomást a rendszerben a névleges szintre.

A 4 bar alapnyomás kiegyenlítésére (a részleteket lásd alább) a Gen 3 tengelykapcsoló egy nagy Belleville rugót használ a tengelykapcsoló lemezek szétterítésére, hogy megakadályozza a nyomaték átvitelét a tengelykapcsolón. A nyomatékátvitel még 0°C-on is 300 Nm-ről nullára csökken 10 ms alatt. A 4. generációs tengelykapcsolóban azonban nincs szükség Belleville rugóra a tengelykapcsoló lemezek szétszedéséhez, mivel nincs elég alapnyomás a tengelykapcsolóban ahhoz, hogy összekényszerítse a tárcsákat.

Vevő

Minél nagyobb távolságra kell elmozdítani a tengelykapcsoló lemezeket az érintkezéshez, annál hosszabb ideig tart a nyomás növeléséhez és a nyomaték átviteléhez szükséges hidraulikafolyadék kiszorítása. Ennek ellensúlyozására a 3. generációs csatolás vevővel rendelkezik. 4 bar névleges nyomást tart fenn a hidraulikus körben. Bár ez a nyomás nem elegendő a jelentős nyomaték tengelykapcsolón keresztüli átviteléhez, nagyon közel kényszeríti a tárcsákat, miközben nagyon kis folyadékkiszorítást igényel a teljes bekapcsoláshoz és a maximális nyomatékátvitelhez. A teljes nyomatékátvitel 150 ms alatt érhető el.



A 4. generációs tengelykapcsolón 150 ms aktiválási idő érhető el egy tárcsarugó használatával, amely a tárcsákat összenyomja (anélkül, hogy jelentős nyomatékátvitelt kezdeményezne a tengelykapcsolón keresztül). Mivel a szivattyút nem használják állandóan az alapnyomás létrehozására (mint a 3. generációs tengelykapcsoló esetében), javul az üzemanyag-fogyasztás.

Nedves tengelykapcsoló tárcsakészlet

A kuplungtárcsa készlet 7 pár tárcsából áll, a belső tárcsák edzett acélból, a külső tárcsák szinterezett acélból készülnek. A tengelykapcsoló tárcsák sebességváltó-folyadékban működnek.

A tengelykapcsoló tárcsakészleten keresztüli nyomatékátvitel 1500 Nm-re korlátozódik. Ez lehetővé teszi, hogy az alacsony sebességfokozatok megtartsák az elsőkerék-meghajtó elemet a stabil tapadás érdekében. Magas sebességfokozatban a tengelykapcsoló elméletileg képes az összes hajtóerőt a hátsó tengelyre átvinni, bár ehhez extrém körülményeknek kell lenniük.