Активная муфта (Фрилендер 2)

ПРИМЕЧАНИЕ: Показан вариант 3-го поколения.

Поз.	№ запасной части	Наименование
1	-	Контрольные клапаны - выпускная сторона
2	-	Модуль активной муфты
3	-	Контрольный клапан / осевой электромагнитный клапан
4	-	Датчик давления и температуры масла
5	-	Входной вал
6	-	Электрогидравлический насос
7	-	Масляный фильтр
8	-	Ресивер
9	-	Контрольный клапан - впускная сторона
10	-	Комбинированный контрольный и байпасный клапан
11	-	Поршень кольцевой формы
12	-	Внутренняя соединительная ступица со шлицами для внешней ступицы.
13	-	Внутренние и наружные диски влажной муфты

Активная муфта обеспечивает преимущества, присущие системе постоянного полного привода, наряду с эффективностью и экономичностью непостоянно действующей системы. Муфта, расположенная между дифференциалом и карданным валом, - это автономный блок, выполняющий механические, гидравлические и электронные функции для распределения приводного усилия между передним и задним мостом, с прозрачным автоматическим управлением.

Активная муфта выполняет следующие функции:

• Электронное управление передачей крутящего момента.
• Быстрое включение с учетом требуемого тягового усилия.
• Быстрое отключение для гарантии того, что ее работа не будет искажать сигналы скорости колес и нарушать работу системы курсовой устойчивости; это особенно важно на поверхностях с очень низким трением.
• Предварительное включение из состояния покоя для сведения к минимуму пробуксовки колес.
• Отсутствуют противодействующие силы при маневрировании и при парковке автомобиля.
• Отсутствует чувствительность к испытаниям тормозов на динамометрическом стенде шасси.

Активная муфта 4-го поколения - автомобили, начиная с 2009 модельного года:

• Муфта 4-го поколения не оснащена насосом, приводимым в движение с частотой вращения дифференциала, используемым на муфте 3-го поколения, но оснащена электрическим осевым насосом с большей производительностью и аккумулятором высокого давления.
• Следящий дроссельный клапан и датчик давления на муфте 3-го поколения заменены следящим клапаном уменьшения давления.
• Клапан уменьшения давления ограничителя крутящего момента на муфте 3-го поколения заменяется электронным клапаном управления и управляющим программным обеспечением.

Активная муфта 4-го поколения имеет следующие улучшения по сравнению с предыдущей муфтой 3-го поколения:

• Уменьшенный базовый крутящий момент при высокой частоте вращения дифференциала.
• Активация крутящего момента теперь происходит в зависимости от частоты вращения дифференциала.
• Точное управление ограничителем крутящего момента.
• Энергия, запасенная в аккумуляторе давления, дает понижение максимальной силы тока в электрическом насосе и более быструю реакцию.

Модуль управления - Муфты 3-го и 4-го поколения

Модуль управления, закрепленный на корпусе активной муфты, образует единый блок с контрольным клапаном/осевым электромагнитным клапаном. Анализируя информацию от других модулей и датчиков автомобиля, модуль управления регулирует осевой электромагнитный клапан, управляя давлением гидравлической жидкости, действующим на диски муфты. Некоторые модули и датчики, с которыми поддерживает связь модуль управления, перечислены ниже:

• Элементы, подключенные с помощью проводов:
  • Контрольный клапан / осевой электромагнитный клапан
  • Электрогидравлический насос
  • Датчик давления и температуры масла
• Высокоcкоростная шина CAN
  • Модуль управления двигателем
  • Модуль антиблокировочной системы тормозов/системы регулировки тягового усилия
  • Переключатель регулировки тягового усилия
  • Датчик рысканья автомобиля
  • Датчик угла поворота рулевого колеса

Осевой электромагнитный клапан постоянно регулирует выходные параметры клапана управления, используя PWM-сигнал (широтно-импульсно-модулированный). Давление рабочей жидкости, воздействующее на диски муфты, определяет величину крутящего момента, подаваемого на задний мост.


Активная муфта оснащена встроенными датчиками давления и температуры масла, благодаря чему модуль управления может точно управлять передачей крутящего момента при любых условиях работы и окружающей среды. Используя эти сигналы, модуль управления применяет стратегии защиты муфты от перегрева; в экстремальных случаях для защиты муфты от повреждения муфта отсоединяется, если температура гидравлической жидкости превышает 105°C. Нормальное функционирование муфты возобновляется, когда температура опускается ниже 101°C.

Модуль управления имеет встроенную диагностическую систему, которая выполняет постоянный мониторинг системы активной муфты, а также ее входных и выходных сигналов. Если модуль управления выявляет неисправность, генерируется DTC (диагностический код неисправности). Для доступа к DTC служит диагностическая система, предписанная компанией Land Rover.

Электрогидравлический насос

Во время движения по поверхностям с очень низким трением, в частности, по мокрой траве, снегу или льду, может возникнуть первоначальная пробуксовка колес и ухудшение сцепления колес с поверхностью. При наличии активной муфты колеса могут повернуться почти на 60 градусов до того, как возникнет возможность передавать через муфту крутящий момент.

На муфтах 3-го поколения для противодействия этому явлению компания Land Rover разработала уникальную функцию предварительного нагнетания высокого давления, которая активирует гидравлический контур, как только происходит пуск двигателя. Фактически, гидравлический насос с электроприводом создан для поддержания в муфте потенциального крутящего момента 500 Нм. (Этот потенциал крутящего момента для муфты 4-го поколения был увеличен до 1500 Нм).


В автомобилях с системой Terrain Response появляется дополнительное преимущество - можно изменять уровень предварительного нагнетания для получения оптимального тягового усилия при движении по различным поверхностям. Уровень предварительного нагнетания изменяется в зависимости от режима Terrain Response, например:

• Если система Terrian Response работает в режиме “Специальные программы отключены”, что эквивалентно обычному режиму работы автомобилей без системы Terrian Response, при движении автомобиля по прямолинейной траектории с троганием из неподвижного состояния муфта 3-го поколения запрограммирована на передачу крутящего момента на задний мост на уровне 500 Нм, а муфта 4-го поколения - на передачу крутящего момента на уровне 1500 Нм . Эта стратегия сводит к минимуму потерю тягового усилия при начале движения независимо от характера дорожного полотна/местности. Когда автомобиль разгоняется, давление в муфте снижается для снижения расхода топлива.
• Благодаря возможности отслеживать угол поворота рулевого управления, можно запрограммировать муфту так, чтобы через нее не передавался крутящий момент. Это предотвращает блокировку муфты при маневрировании автомобиля на низкой скорости и при острых углах поворота рулевого управления.
• В режиме “Трава/Гравий/Снег” муфта программируется на поддержание состояния предварительного нагнетания до достижения гораздо более высоких скоростей. Эти же условия применимы даже при движении автомобиля на низких скоростях и при резких углах поворота рулевого управления, поскольку на поверхностях с низким трением тяговое усилие имеет приоритет над блокировкой муфты.

За дополнительной информацией обратитесь к главе: Ride and Handling Optimization (204-06 Ride and Handling Optimization, Описание и принцип действия).

Механический гидравлический насос - муфты 3-го поколения

Карданный вал соединяется с передним диском муфты в сборе (первичный), задний диск муфты сцепления в сборе соединяется с ведущей шестерней дифференциала (вторичный). Наклонный диск с 6 гидравлическими роликами также соединяется с ведущей шестерней дифференциала. Когда нет разницы скоростей между входной и выходной сторонами муфты, ролики не действуют.

Однако, когда передний и задний мост начинают вращаться с разной скоростью, наклонный диск вращается относительно роликов, что создает гидравлическое давление. Это давление служит для принудительного совмещения противоположных дисков муфты, вследствие чего увеличивается передача крутящего момента на задний мост. По мере увеличения разницы в скорости мостов гидравлическое давление дополнительно толкает диски муфты один к другому, чтобы увеличить передачу крутящего момента на задний мост.

Контрольный клапан/осевой электромагнитный клапан управляет величиной давления, воздействующего на диски муфты, и, следовательно, величиной крутящего момента, передаваемого на задний мост. Жесткие производственные допуски и исключительно низкий износ элементов гарантирует точность регулировки крутящего момента на протяжении всего срока эксплуатации автомобиля.

Механический гидравлический насос - муфты 4-го поколения

В муфте 4-го поколения не используется наклонная шайба для механического увеличения гидравлического давления, а вместе нее для генерирования гидравлического давления и сведения вместе дисков муфты используется новый гидравлический насос Изъятие наклонной шайбы позволяет увеличить общую площадь поверхности дисков муфты, что, в свою очередь, уменьшает запрашиваемое гидравлическое давление. Давление, требуемое для обеспечения момента 1500 Нм, было уменьшено со 100 бар для муфты 3-го поколения до 40 бар для муфт 4-го поколения.

Положение входа и выхода на муфте 4-го поколения остается таким же, как на муфте 3-го поколения, как описано выше.

Байпасный клапан

На поверхностях с очень низким трением может сформироваться тормозной момент карданной передачи, например:

• обратный крутящий момент при торможении двигателей; или
• принудительное перемещение карданного вала передними колесами.

Это может повлиять на скорость задних колес, не позволяя определить истинную способность к сцеплению задних колес, поскольку искажается сигнал скорости колес. Чтобы исключить такую возможность, предусмотрено немедленное размыкание муфты при задействовании системы курсовой устойчивости. Для этой цели служит байпасный клапан, который немедленно снижает давление в системе до номинального уровня.

Чтобы сбалансировать базовое давление 4 бар (подробности см. ниже), в муфте 3-го поколения используется большая тарельчатая пружина для разведения дисков муфты в целях предотвращения передачи крутящего момента через муфту. Даже при 0°C передача крутящего момента снижается с 300 Нм до нуля в течение 10 мс. Однако в муфте 4-го поколения тарельчатая пружина для разведения дисков муфты не требуется, так как в муфте нет базового давления, достаточного для сведения дисков вместе.

Ресивер

Чем больше расстояние, на которое должны быть перемещены диски муфты для контакта, тем больше времени требуется для вытеснения гидравлической жидкости, необходимой для нагнетания давления и передачи крутящего момента. Для противодействия этому в муфте 3-го поколения предусмотрен ресивер. Он поддерживает в гидравлическом контуре номинальное давление на уровне 4 бар. Хотя это давление недостаточно для обеспечения передачи значительного крутящего момента через муфту, оно заставляет диски очень тесно сблизиться, и при этом для обеспечения полного включения и максимальной передачи крутящего момента требуется очень незначительное вытеснение рабочей жидкости. Полная передача крутящего момента может быть достигнута за 150 мс.

На муфте 4-го поколения время активации в 150 мс достигается путем использования тарельчатой пружины, которая действует для сжатия вместе дисков (без инициирования передачи существенного крутящего момента через муфту). Так как насос не используется постоянно для создания базового давления (как это было на муфте 3-го поколения), обеспечивается улучшение в экономии топлива.

Комплект дисков влажной муфты

Комплект дисков муфты состоит из 7 пар дисков, внутренние диски изготовлены из закаленной стали, внешние диски изготовлены из стали со спеченной поверхностью. Диски муфты работают в трансмиссионной жидкости.

Передача крутящего момента через комплект дисков муфты сцепления ограничена до 1500 Нм. Благодаря этому низкие передачи сохраняют элемент переднего привода для устойчивости тягового усилия. На высоких передачах муфта теоретически способна передавать на задний мост все приводное усилие, хотя для того чтобы это произошло, должны присутствовать экстремальные условия.