Активна муфта (Фрілендер 2)

ПРИМІТКА: показано варіант 3-го покоління.

Поз.	№ запасної частини	Найменування
1	-	Контрольні клапани - випускна сторона
2	-	Модуль активної муфти
3	-	Контрольний клапан / осьовий електромагнітний клапан
4	-	Датчик тиску та температури масла
5	-	Вхідний вал
6	-	Електрогідравлічний насос
7	-	Масляний фільтр
8	-	Ресівер
9	-	Контрольний клапан - впускна сторона
10	-	Комбінований контрольний та байпасний клапан
11	-	Поршень кільцевої форми
12	-	Внутрішня сполучна маточина зі шліцами для зовнішньої маточини.
13	-	Внутрішні та зовнішні диски вологої муфти

Активна муфта забезпечує переваги, властиві системі постійного повного приводу, поряд з ефективністю та економічністю системи, що непостійно діє. Муфта, розташована між диференціалом та карданним валом, - це автономний блок, що виконує механічні, гідравлічні та електронні функції для розподілу приводного зусилля між переднім та заднім мостом, з прозорим автоматичним керуванням.

Активна муфта виконує такі функції:

• Електронне керування передачею крутного моменту.
• Швидке включення з урахуванням тягового зусилля.
• Швидке відключення для гарантії того, що її робота не спотворюватиме сигнали швидкості коліс і порушуватиме роботу системи курсової стійкості; це особливо важливо на поверхнях із дуже низьким тертям.
• Попереднє включення стану спокою для мінімізації пробуксування коліс.
• Відсутні протидіючі сили під час маневрування та паркування автомобіля.
• Відсутня чутливість до випробувань гальм на динамометричному стенді шасі.

Активна муфта 4-го покоління – автомобілі, починаючи з 2009 модельного року:

• Муфта 4-го покоління не оснащена насосом, що рухається з частотою обертання диференціала, що використовується на муфті 3-го покоління, але оснащена електричним осьовим насосом з більшою продуктивністю та акумулятором високого тиску.
• Дресельний клапан, що слідкує, і датчик тиску на муфті 3-го покоління замінені слідкуючим клапаном зменшення тиску.
• Клапан зменшення тиску обмежувача моменту, що крутить, на муфті 3-го покоління замінюється електронним клапаном управління і керуючим програмним забезпеченням.

Активна муфта 4-го покоління має такі покращення порівняно з попередньою муфтою 3-го покоління:

• Зменшений базовий момент, що крутить, при високій частоті обертання диференціала.
• Активація моменту, що крутить, тепер відбувається в залежності від частоти обертання диференціала.
• Точне управління обмежувачем моменту, що крутить.
• Енергія, запасена в акумуляторі тиску, дає зниження максимальної сили струму в електричному насосі та більш швидку реакцію.

Модуль управління - Муфти 3-го та 4-го покоління

Модуль управління, закріплений на корпусі активної муфти, утворює єдиний блок із контрольним клапаном/осьовим електромагнітним клапаном. Аналізуючи інформацію від інших модулів та датчиків автомобіля, модуль управління регулює осьовий електромагнітний клапан, керуючи тиском гідравлічної рідини, що діє на диски муфти. Деякі модулі та датчики, з якими підтримує зв'язок модуль керування, перераховані нижче:

• Елементи, підключені за допомогою проводів:
  • Контрольний клапан / осьовий електромагнітний клапан
  • Електрогідравлічний насос
  • Датчик тиску та температури масла
• Високошвидкісна шина CAN
  • Модуль керування двигуном
  • Модуль антиблокувальної системи гальм/систем регулювання тягового зусилля
  • Перемикач регулювання тягового зусилля
  • Датчик ризання автомобіля
  • Датчик кута повороту рульового колеса

Осьовий електромагнітний клапан постійно регулює вихідні параметри клапана управління, використовуючи PWM-сигнал (широтно-імпульсно-модульований). Тиск робочої рідини, що впливає на диски муфти, визначає величину моменту, що повертається, що подається на задній міст.


Активна муфта оснащена вбудованими датчиками тиску та температури масла, завдяки чому модуль управління може точно керувати передачею моменту, що крутить, за будь-яких умов роботи і навколишнього середовища. Використовуючи ці сигнали, модуль управління застосовує стратегію захисту муфти від перегріву; в екстремальних випадках для захисту муфти від пошкодження муфта від'єднується, якщо температура гідравлічної рідини перевищує 105°C. Нормальне функціонування муфти відновлюється, коли температура опускається нижче 101°C.

Модуль управління має вбудовану діагностичну систему, що виконує постійний моніторинг системи активної муфти, а також її вхідних та вихідних сигналів. Якщо модуль керування виявляє несправність, генерується DTC (діагностичний код несправності). Для доступу до DTC є діагностична система, запропонована компанією Land Rover.

Електрогідравлічний насос

Під час руху поверхнями з дуже низьким тертям, зокрема, по мокрій траві, снігу або льоду, може виникнути початкове пробуксування коліс і погіршення зчеплення коліс з поверхнею. За наявності активної муфти колеса можуть повернутися майже на 60 градусів до того, як виникне можливість передавати через муфту крутний момент.

На муфтах 3-го покоління для протидії цьому явищу компанія Land Rover розробила унікальну функцію попереднього нагнітання високого тиску, яка активує гідравлічний контур, коли відбувається пуск двигуна. Фактично, гідравлічний насос з електроприводом створений для підтримки в муфті потенційного крутного моменту 500 Нм. (Цей потенціал крутного моменту для муфти 4-го покоління було збільшено до 1500 Нм).


У автомобілях із системою Terrain Response з'являється додаткова перевага – можна змінювати рівень попереднього нагнітання для отримання оптимального тягового зусилля під час руху різними поверхнями. Рівень попереднього нагнітання змінюється залежно від режиму Terrain Response, наприклад:

• Якщо система Terrian Response працює в режимі "Спеціальні програми відключені", що еквівалентно звичайному режиму роботи автомобілів без системи Terrian Response, під час руху автомобіля прямолінійною траєкторією з рушанням з нерухомого стану муфта 3-го покоління запрограмована на передачу крутного моменту на задній міст на рівні 500 Нм, а муфта 4-го покоління - на передачу моменту, що крутить, на рівні 1500 Нм. Ця стратегія зводить до мінімуму втрату тягового зусилля початку руху незалежно від характеру дорожнього полотна/местности. Коли автомобіль розганяється, тиск у муфті знижується зниження витрат палива.
• Завдяки можливості відстежувати кут повороту рульового керування, можна запрограмувати муфту так, щоб через неї не передавався момент, що крутить. Це запобігає блокуванню муфти при маневруванні автомобіля на низькій швидкості та при гострих кутах повороту кермового керування.
• У режимі "Трава/Гравій/Сніг" муфта програмується на підтримку стану попереднього нагнітання до досягнення набагато більших швидкостей. Ці умови застосовні навіть при русі автомобіля на низьких швидкостях і при різких кутах повороту рульового управління, оскільки на поверхнях з низьким тертям тягове зусилля має пріоритет над блокуванням муфти.

За додатковою інформацією зверніться до розділу: Ride and Handling Optimization (204-06 Ride and Handling Optimization, Опис та принцип дії).

Механічний гідравлічний насос - муфти 3-го покоління

Карданний вал з'єднується з переднім диском муфти в зборі (первинний), задній диск зчеплення муфти в зборі з'єднується з провідною шестернею диференціала (вторинний). Похилий диск із 6 гідравлічними роликами також з'єднується з провідною шестернею диференціала. Коли немає різниці швидкостей між вхідною та вихідною сторонами муфти, ролики не діють.

Однак коли передній і задній міст починають обертатися з різною швидкістю, похилий диск обертається щодо роликів, що створює гідравлічний тиск. Цей тиск служить для примусового поєднання протилежних дисків муфти, внаслідок чого збільшується передача моменту, що крутить, на задній міст. У міру збільшення різниці швидкості мостів гідравлічний тиск додатково штовхає диски муфти один до одного, щоб збільшити передачу крутного моменту на задній міст.

Контрольний клапан/осьовий електромагнітний клапан керує величиною тиску, що впливає на диски муфти, і, отже, величиною моменту, що крутить, передається на задній міст. Жорсткі виробничі допуски та винятково низьке зношування елементів гарантує точність регулювання крутного моменту протягом усього терміну експлуатації автомобіля.

Механічний гідравлічний насос - муфти 4-го покоління

У муфті 4-го покоління не використовується похила шайба для механічного збільшення гідравлічного тиску, а разом її для генерування гідравлічного тиску і зведення разом дисків муфти використовується новий гідравлічний насос. гідравлічний тиск, що запитується. Тиск, необхідний забезпечення моменту 1500 Нм, було зменшено зі 100 бар для муфти 3-го покоління до 40 бар для муфт 4-го покоління.

Положення входу та виходу на муфті 4-го покоління залишається таким самим, як на муфті 3-го покоління, як описано вище.

Байпасний клапан

На поверхнях з дуже низьким тертям може сформуватися гальмівний момент карданної передачі, наприклад:

• зворотний момент, що крутить, при гальмуванні двигунів; або
• примусове переміщення карданного валу передніми колесами.

Це може вплинути на швидкість задніх коліс, не дозволяючи визначити справжню здатність зчеплення задніх коліс, оскільки спотворюється сигнал швидкості коліс. Щоб унеможливити таку можливість, передбачено негайне розмикання муфти при задіянні системи курсової стійкості. З цією метою служить байпасний клапан, який негайно знижує тиск у системі до номінального рівня.

Щоб збалансувати базовий тиск 4 бар (подробиці див. нижче), в муфті 3-го покоління використовується велика тарілчаста пружина для розведення дисків муфти з метою запобігання передачі моменту, що крутить, через муфту. Навіть при 0°C передача моменту, що крутить, знижується з 300 Нм до нуля протягом 10 мс. Однак у муфті 4-го покоління тарілчаста пружина для розведення дисків муфти не потрібна, тому що в муфті немає базового тиску, достатнього для зведення дисків разом.

Ресівер

Чим більша відстань, на яку повинні бути переміщені диски муфти для контакту, тим більше часу потрібно для витіснення гідравлічної рідини, необхідної для нагнітання тиску та передачі моменту, що крутить. Для протидії цьому муфті 3-го покоління передбачено ресивер. Він підтримує у гідравлічному контурі номінальний тиск на рівні 4 бар. Хоча цей тиск недостатньо для забезпечення передачі значного моменту, що крутить, через муфту, воно змушує диски дуже тісно зблизитися, і при цьому для забезпечення повного включення і максимальної передачі крутного моменту потрібно дуже незначне витіснення робочої рідини. Повна передача моменту, що крутить, може бути досягнута за 150 мс.

На муфті 4-го покоління час активації в 150 мс досягається шляхом використання тарілчастої пружини, яка діє для стиснення разом дисків (без ініціювання передачі суттєвого моменту, що крутить, через муфту). Так як насос не використовується постійно для створення базового тиску (як це було на муфті 3-го покоління) забезпечується поліпшення в економії палива.

Комплект дисків вологої муфти

Комплект дисків муфти складається з 7 пар дисків, внутрішні диски виготовлені із загартованої сталі, зовнішні диски виготовлені із сталі зі спеченою поверхнею. Диски муфти працюють у трансмісійній рідині.

Передача моменту, що крутить, через комплект дисків муфти зчеплення обмежена до 1500 Нм. Завдяки цьому низькі передачі зберігають елемент переднього приводу для стійкості зусилля тяги. На високих передачах муфта теоретично здатна передавати на задній міст усі приводні зусилля, хоча для того, щоб це сталося, повинні бути екстремальні умови.