1

2005/2/25

1

Dr. Emőd István

ErőátvitelHajtásrendszer-változatok

2 óra előadás6.5

2

2005/2/25

2

Dr. Emőd István

Hajtásrendszerek

• Hátsókerékhajtás+ műszakilag egyszerű

- nagy helyigény

• Elsőkerékhajtás+ menetirányba húz

+ kis helyigény

- műszakilag igényes

• Összkerékhajtás

Személygépkocsik megoszlása hajtásrendszer szerint

0

50

100

1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000év

%

Elsőkerékhajtás

Hátsókerékhajtás

Összkerékhajtás

A hagyományos hajtáselrendezésnél a jármű elején lévő motor hosszúkardántengellyel a hátsó tengelyt hajtja. Az orrmotor-elsőkerékhajtás és a farmotor-hátsókerékhajtás elrendezéseknél nincs szükség hosszúkardántengelyre, a motor, tengelykapcsoló, sebességváltó és differenciálmű kompakt egységet képez:A motor és a váltó a menetiránnyal párhuzamosan vagy ahhoz képest keresztirányban helyezkedhet el. Ez utóbbi esetben - mivel minden tengely a keréktengellyel párhuzamos -- nincs szükség az erőfolyam 90°-os elfordítására.A hagyományos hajtáselrendezés az 1930-as évek előtt szinte egyeduralkodó volt, tehergépkocsiknál ma is ez számít általánosnak. Előnyei: teljes terhelésnél a hajtott kerekek terhelése kedvezően nagy, az elsőtengely-szerkezet egyszerű, a motor súlya a kormányzott kerekeken átadható erőket növeli, hosszú motor beépítése is lehetséges, a motorzajok egyszerűen szigetelhetők, egyenletes gumiabroncskopás, jómotorhűtés (a hűtőtömb elöl van), stb. Hátrányai: hosszú, többnyire többrészes kardántengely, a kardánalagút nagy helyfoglalása az utastérben, költséges hátsótengely-szerkezet, a terheletlen kocsi hajtott hátsókerekei csúszós úton, induláskor, emelkedőn és ívmenetben könnyen kipörögnek.

3

2005/2/25

3

Dr. Emőd István

Hajtásrendszer-változatok

elsőkerék-hajtás

hagyományos elrendezés

farmotor

középmotor

összkerékhajtás

A farmotor-hátsókerékhajtás autóbuszok ma is elterjedt hajtáselrendezése, régebben kis- és középkategóriájúszemélygépkocsiknál is gyakran alkalmazták. Előnye: egyszerűsége és olcsósága; az egy egységet képező hajtómű és erőátvitel, csúszós talajon jobb indulási és hegymászóképessége egyszerű elsőtengely-szerkezet, könnyű kormányozhatóság: Hátránya: farnehézsége miatti oldalszél-érzékenysége, túlkormányzottsága, a gumiabroncsok egyenlőtlen elhasználódása, költséges zajszigetelése és a kis csomagtartó.Orrmotor-elsőkerékhajtás: alsó és középkategóriába sorolhatószemélygépkocsik motor- és hajtáselrendezése. Sokáig a motort a járműhossztengelyében helyezték el; a modern elsőkerékhajtású járművekben a motor a jármű hossztengelyirányára keresztben van. Előnyei: egyszerűség, jó helykihasználás és stabil menettulajdonságok (húzott kocsi, alulkormányzottság), kompakt építésmód, a hajtómű súlya a kormányzott és hajtott kerekeket terheli, egyszerű hátsótengely-szerkezet, jó fűtés stb. Hátrányos viszont az, hogy teljes terheléskor, emelkedőn csökken a hajtott kerekekre jutó tömeghányad (a kerekek könnyebben kipörögnek), egyenlőtlen gumiabroncskopás.A rendelkezésre álló hely szűkössége és a hajtott kerekek kormányzását lehetővé tevő csuklók korlátozzák a motorteljesítményt, ezért a középkategória felett a hagyományos hajtáselrendezés és hátsókerékhajtás általános.

4

2005/2/25

4

Dr. Emőd István

Kerékhajtás-rendszerek oldalstabilitása

Az autó és az út között a kapcsolatot a gumiabroncs és a talaj közötti súrlódó erő határozza meg. Ez teszi lehetővé a hajtást, az irányítást és a megállást. Ez az erő a kerekekre eső terheléstől és a súrlódási tényezőtől függ. A tehetséges súrlódó erővel jól kell gazdálkodnunk: minél többet veszünk belőle igénybe, mondjuk gyorsításra, annál kevesebb marad az oldalvezető erőnek; ami az autó kormányzását teszi lehetővé.Az összkerékhajtás fő előnye, hogy valamennyi kereket hajtva nagyobb erők származtathatók át a kerekekről a talajra, mint első- vagy hátsókerékhajtásnál.Biztonság. A tapadási határdiagramot ívmenetben haladó autó első és hátsó tengelyére felrajzolva látható; hogy elsőkerékhajtásnál, amikor az első tengely kerekei már a megcsúszás határán vannak, akkor még a hátsó keréknél tartalék van.Hátsókerékhajtásnál az első kerekeknél vannak még tartalékok, amikor a hátsó kerekek már csúszni kezdenek.Ugyanolyan hajtó- és oldalerő esetén az összkerékhajtású kocsik erővektorainak eredője mind elöl, mind hátul a határkörön belül marad: biztonsági tartalék van.

5

2005/2/25

5

Dr. Emőd István

Kerékhajtás-rendszerek összehasonlítása

• Menettulajdonságok javítása– gyorsulás– hegymászóképesség– terepjárás

33%=19°

80%=38°

50%=30°

0123456789

Első

keré

khaj

tás

Hát

sóke

rékh

ajtá

s

Öss

zker

ékha

jtás

Gyorsulás 0-100 km/h-ra(másodperc)

Összkerékhajtást eredetileg csak terepjáróknál alkalmaztak. Menettulajdonságokra kifejtett kedvező tulajdonságait a következőkben szemléltetjük.Hegymászóképesség. Elképzelt személygépkocsi (az első és a hátsótengely terhelése egyenlő, a tömegközéppont magassága a tengelytáv 1/4 része) f = 0,8-as tapadási tényezőjű úton elsőkerékhajtással 33%-os, hátsókerékhajtással 50%-os és összkerékhajtással 80%-os emelkedőn képes felkapaszkodni, ha elegendő motorteljesítmény áll rendelkezésére, (A meredekebb alpesi hágók 20...30 %-osak.)Ahhoz, hogy elképzelt autónk pl. 50 %-os emelkedőre felkapaszkodhasson, a szükséges f tapadási tényező elsőkerékhajtással1,35; hátsókerékhajtással 0,8 (aszfalt út) és összkerékhajtással 0,5 értékűlenne. 1,35-ös tapadási tényező gyakorlatilag nem létezik, tehát autónk –akármilyen erős is – képtelen ilyen meredeken felhajtani.Gyorsulás. Elképzelt autónkkal elérhető legnagyobb gyorsulás (zárójelben az álló helyzetből 100 km/h-ra való felgyorsulás időszükséglete) – f = 0,8 tapadási tényezőjű úton – elsőkerékhajtással 3,3 m/s2 (8,4 s), hátsókerékhajtással 5,1 m/s2 (5,4 s); összkerékhajtással 8 m/s2 (3,5 s).

6

2005/2/25

6

Dr. Emőd István

Összkerékhajtások csoportosításaaz alapjármű hajtásrendszere szerint I.

Az összkerékhajtású gépkocsi szerkezetét határozza meg, hogy milyen az a gépkocsi – az alapjármű -- amelyből az összkerékhajtásút kialakították.A klasszikus terepjáró gépkocsik a hagyományos elrendezésű (motor elöl, hajtás hátul) gépkocsikból készültek. Ezek átalakítása bonyolult és költséges: a motort magasabbra kell helyezni; hogy aláférjenek az elsőkerékhajtás többletelemei (első differenciálmű, féltengelyek). A magasabbra került motor a terepjáró képességet javítja; ezért többnyire ma is ezt a megoldást alkalmazzák.Az összkerékhajtású személyautókat eleinte az első tengely előtt hosszirányban elhelyezett motoros, kúpkerekes tengelyhajtásos elsőkerékhajtású alapautóból alakították ki. Ezt egyszerűen és kis ráfordítással lehet összkerékhajtásúvá változtatni: a sebességváltó hátsófedeléig minden változatlan maradhat, a fedél helyére kell az osztóművet csatlakoztatni, amely kardántengellyel hajtja a hátsó differenciálművet és a kerekeket:Egyszerűsége ellenére azonban csökken az ebbe a csoportba sorolhatóösszkerékhajtású személyautók száma, mert az autógyárak mára -- főként a jobb helykihasználás miatt -- szinte teljesen ráálltak a keresztben elhelyezett motoros elsőkerékhajtású típusok gyártására. Itt az előzőeken túlmenően még egy haránthajtómű is szükséges. Műszakilag ez olykor csak többszörös csőtengelyes megoldásokkal valósítható meg.

7

2005/2/25

7

Dr. Emőd István

Összkerékhajtások csoportosításaaz alapjármű hajtásrendszere szerint II.

a motorelöl középen hátulAz alapjármű

hajtáselrendezése elsőkerék-hajtás hátsókerékhajtás

hosszirányban

AUDI,ALFAROMEO,SUBARUstb.

FORDSIERRA,BMW,MERCEDESOPELSENATORstb.

LANCIADELTA S4,FORD RS200,ROVERMETROstb.

VWTRANS-PORTER,PORSCHE911CARRERA4stb.

a m

otor

keresztirányban

FIATPANDA,VW GOLF,LANCIADELTA,MITSU-BISHIstb.

-PEUGEOT205TURBO

-

Minden olyan összkerékhajtású kocsinak, amelyet elsőkerékhajtásúalapautóból alakítottak ki kb. 20 %-kal kisebb a csomagtartója, mint az alapautóé. Ennek oka a hátravezető kardántengely, a differenciálmű és a féltengelyek helyszükséglete.A teljesség kedvéért meg kell említeni azt a változatot, amelynél az alapjármű farmotoros, hátsókerékhajtású. Ezek átalakításának műszaki megoldása ugyanolyan egyszerű, mint az elsőként említett, klasszikus elsőkerékhajtású alapautóé.A középmotoros járművek már eredetileg is csak sportcélokra készültek, ezek összkerékhajtású változatai is ezt a célt szolgálják.

8

2005/2/25

8

Dr. Emőd István

Összkerékhajtás-generációk I.

• Első generáció– bekapcsolható (bekapcsolódó) összkerékhajtás

• Második generáció– állandó arányú nyomatékelszlás

• Harmadik generáció– változó arányú nyomatékeloszlás

• Negyedik generáció– egyik vagy mindkét tengely kapcsolása elektronikusan

vezérelt soklemezes tengelykapcsolóval

álla

ndó

össz

keré

khaj

tás

9

2005/2/25

9

Dr. Emőd István

Összkerékhajtás-generációk II.

Bolygómű nélküli osztómű Bolygóműves osztómű

Automatikusankapcsolódó

Vezetõ által kapcsolt Szabadonfutóval

Viszkokapcsolóval

Belsõ súrlódásnélkül

Belsõ súrlódással(mechanikai vagy

folyadék)

Elektronikusan vezérelt tengelykapcsolóval

I. generáció

II. generáció

III. generáció

IV. generáció

A bolygómű nélküli osztómű azonban állandóan nem használható, mert szilárd burkolatú úton haladva hiányzik az a lehetőség, hogy az első és a hátsó kerekek fordulatszáma különbözhessék. A kerekek azonos fordulatszámra kényszerítése gyors gumiabroncs-elhasználódást, az erőátviteli elemek fokozott igénybevételét és ez által rövidebb élettartamát, rosszabb hatásfokot, nagyobb fogyasztást és az autóstabilitásának csökkenését okozná. Terepen viszont ez a megoldás az ideális. Ez a szerkezet úgy működik, mint egy bekapcsolt differenciálzáras kiegyenlítőmű.Jó úton az előre- vagy hátravezetett nyomatékot meg kell szakítania a nyomaték útjába iktatott tengelykapcsolóval. Legegyszerűbb esetekben a tengelykapcsolót a vezető kapcsolja ki és be.Megelőzi a kezelési hibákat, ha a bolygómű nélküli osztóműves autó elsőkerekeihez vezető tengelyébe szabadonfutót iktatnak. A szabadonfutóbeépítése olyan, hogy csak akkor visz át nyomatékot –akkor zár –, ha a hátsó kerekek gyorsabban forognak, mint az elsők, egyébként nevének megfelelően – szabadon fut.Az összkerékhajtás biztonságfokozó tulajdonságai csak akkor érvényesülnek igazán, ha állandóan hajtja a motor a kocsi valamennyi kerekét. Csak így nem fordulhat elő, hogy éppen akkor nincs bekapcsolva az összkerékhajtás, amikor az legjobban szükséges lenne, pl. ívmenetben, erős gyorsításkor stb.

10

2005/2/25

10

Dr. Emőd István

Összkerékhajtás-generációk III.

I. generáció

III. generáció

II. generáció

Az állandó (permanens) összkerékhajtással szemben támasztott legfontosabb követelmény az; előre- és hátrahajtó tengelyek fordulatszáma egymástól különbözhessen, de közben a hajtás folytonossága ne szűnjék meg: Egy harmadik ún. középső bolygóműves differenciálművel lehet kétfelé osztani a váltóból jövő nyomatékot. Az ilyen, középső differenciálművel készített, állandó összkerékhajtású kocsik tartoznak az összkerékhajtás második generációjához. .Ezeknek az autóknak a középső differenciálművére az a jellemző, hogy a nyomatékot egy – a szerkezettől függő – állandó arányban osztja szét. Ez az arány – mivel értéke állandó – mindenképpen kompromisszumot jelent, hiszen a sok mindentől (utasok száma és elhelyezkedése, útmeredekség; gyorsulás) függő dinamikus tengelyterhelés-aránynak csak egyetlen esetben felelhet meg.

11

2005/2/25

11

Dr. Emőd István

I. generációs hajtásokszerkezeti megoldásai

Az összkerékhajtás jellegzetes eleme az osztómű. A következőfeladatokat teljesíti:• a váltóból jövő hajtónyomatékot előre - hátra szétosztja,• lehetővé teheti az előre- vagy hátramenő tengelyek ki- és bekapcsolását,• fordulatszám eltérését,• módosíthatja a fordulatszámot,• kétfokozatú váltóként lehetővé teheti terepfokozat kialakítását,• szükség esetén a forgástengelyt 90 fokkal elfordítja.Először az igénytelenebb, bolygómű nélküli szerkezetek felépítését és működését nézzük meg közelebbről.Az első generáció. Klasszikus elsőkerékhajtású alapjárműnél a sebességváltó hajtott tengelyének végéről vezetik a hátsó kerekekhez a nyomatékot. Az osztómű és a váltó egy egység. Hagyományos alapjárműnél az osztómű fogaskerék- vagy láncáttételű szerkezet. Itt lehet legegyszerűbben egy további áttételt – terep-fokozatot – megvalósítani.A menetirányra merőlegesen lévő motornál kúpkerekes áttételt (haránthajtóművet) is kell az osztóműbe építeni, amelynek feladata, hogy a forgástengelyt 90 fokkal fordítsa el a kardántengely irányába.

12

2005/2/25

12

Dr. Emőd István

I. generációs szerkezeti megoldások

13

2005/2/25

13

Dr. Emőd István

II. generációs hajtásokszerkezeti megoldásai

Az állandó (permanens) összkerékhajtással szemben támasztott követelmény az, hogy az előre- és hátrahajtó tengelyek fordulatszáma egymástól különbözhessen, de közben a hajtás folytonossága ne szűnjék meg. Így egy harmadik -- ún.. Középső -- bolygóműves differenciálművel osztják kétfelé á váltóból jövő nyomatékot. Az ilyen, középsődifferenciálművel készített, állandó összkerékhajtású kocsik tartoznak az összkerékhajtás második generációjához.Ezeknek az autóknak a középső differenciálművére az a jellemző, hogy a nyomatékot egy -- a szerkezettől függő ---állandó arányban osztja szét. Ez az arány -- mivel értéke állandó -- mindenképpen kompromisszumot jelent; hiszen ez a sok mindentől (utasok száma és elhelyezkedése, útmeredekség, gyorsulás) függő dinamikus tengelyterhelés-aránynak csak egyetlen esetben felelhet meg.Az elsőkerékhajtású alapautóból kialakított összkerékhajtású autóknál az előre- és hátrahajtó forgatónyomatékot általában -- u.n. szimmetrikus differenciálművel -- 1:1 arányban osztják szét.Hátsókerék-hajtású alapautóból kialakított második generációs összkerékhajtású személyautóknál olyan differenciálművet alkalmaznak, amely a hátsó kerekekre nagyobb forgatónyomatékot ad, mint az elsőkre. Ezt azzal érik el, hogy az előre- és hátravezető tengelyen lévőkúpfogaskerekek nagysága eltérő. Ezeket a differenciálműveket aszimmetrikus differenciálműveknek nevezik.

14

2005/2/25

14

Dr. Emőd István

Szimmetrikus és aszimmetrikus differenciálművek

15

2005/2/25

15

Dr. Emőd István

A differenciálmű belső súrlódása

Ha a gépkocsi egyenes irányba halad, akkor a differenciálház és az előre-ill. hátrahajtó tengelyek fordulatszáma azonos. A bolygókerekek saját tengelyük körül nem forognak, csak keringenek a differenciálműhossztengelye körül. Minden együtt forog, az alkatrészek egymáshoz képest nem mozdulnak el, a differenciálműben súrlódás -- súrlódási veszteség -- nem keletkezik. Egyenes menetben tehát az előre- és hátrahajtó nyomaték (szimmetrikus differenciálmű esetén) továbbra is egyenlő egymással és a hajtó nyomaték felével.

Ha az autó kanyarodik, akkor az előre- és hátrahajtó tengelyek és a differenciálház forgássebessége már nem azonosak. Leggyorsabban forog az előrehajtó tengely, leglassabban a hátrahajtó, a differenciálház fordulatszáma a kettő között van, azok számtani közepe. Ez akkor is igaz, ha az előre- és hátrahajtó tengelyek fordulatszáma nem kanyarodás miatt, hanem bármilyen ok miatt (pl. kerékkipörgés) különbözik egymástól.

A differenciálműben a gyorsabban forgó tengelyre fékezőnyomatékot fejt ki a lassabban forgó differenciálház, ezért a gyorsabban forgó tengelyen a differenciálmű által ráosztott félnyomatéknál kisebb jut. Ezt a csökkentőnyomatékot belső súrlódásnak nevezik

. A lassabban forgó tengelyt viszont ugyanennyivel gyorsítani igyekszik a hozzá súrlódó, nála gyorsabban forgó differenciálház.

16

2005/2/25

16

Dr. Emőd István

Növelt belső súrlódásúdifferenciálmű

Röviden úgy foglalható össze, hogy a belső súrlódás – ha fordulatszám-különbség van – a gyorsabban forgó tengely hajtónyomatékát csökkenti, és ugyanannyival növeli a lassabban forgó tengelyre jutó nyomatékot.A belső súrlódás általában nem nagy, a hajtónyomaték 2-3%-a, ezért elhanyagolható.Különleges megoldásokkal azonban a belső súrlódás jelentős nagyságúra növelhető. Az egyik ilyen megoldás, hogy a hajtótengelyen lévőkúpfogaskerék támaszfelülete és a differenciálház között súrlódótárcsákathelyeznek el; mégpedig úgy, hogy minden második tárcsa belül fogazott és ezek a fogak a tengely fogazatára illeszkednek, a közbensők pedig külső fogazásúak és a ház belső fogazásával kapcsolódnak. Ezzel a megoldással azt az erőt, amellyel a kúpfogaskerék a differenciálháznak nyomódik, súrlódás keltésére többször is (a lemezek számának kétszeresével) kihasználjuk.Ha egy ilyen növelt belső súrlódású differenciálmű belső súrlódása a hajtónyomaték 10%-a, akkor ez az előre és hátrahajtó nyomaték között 20 %-os különbség lehet.Ha pl. a hátsó kerekek jégre kerülnek, az első kerekekre jutó kétszeres belső súrlódásnak megfelelő nyomaték kimozdíthatja a kocsit kellemetlen helyzetéből.

17

2005/2/25

17

Dr. Emőd István

Különleges növelt belsősúrlódású differenciálművek

Ugyanilyen elven működnek, de szerkezetileg teljesen más kialakításúak azok a differenciálművek amelyek a csavar- és csigahajtás rossz hatásfokát (nagyobb súrlódását) fordítják előnnyé. Ezekben a differenciálművekben a kúpkerékhajtást csigahajtás (Borsig rendszer) vagy csavar- és homlokkerékhajtás kombinációja (Torsen, a torque—nyomaték és sense—érzékel szavakból) helyettesíti. Torsendifferenciálművet az AUDI alkalmaz előszeretettel.

18

2005/2/25

18

Dr. Emőd István

Viszkokapcsoló

Mn2

n1

fordulatszám-különbség

olaj

Beépíthető differenciálműbe (a súrlódótárcsák helyett), de önállóan is alkalmazható az előre vagy hátra vezetőtengelybe iktatva

A viszkozitás szóból származik a viszkokapcsoló neve. A technikatörténet először századunk húszas éveiben említi. Differenciálműben súrlódás fokozását célzó alkalmazását az 1950-es években a "traktorkirály", Fergusson szabadalmaztatta.Eleinte csak versenyautókban alkalmazták, ezután még mintegy 15 évig kellett várni arra, amíg 1983-ban a Ford Escort RS 200-ban sorozatgyártású autóba is beépítették. Azóta hétköznapivá vált, sőt, ma már önállóan (differenciálmű nélkül) is fontos egysége, az összkerékhajtású autók erőátvitelének.A differenciálművel egybeépített, belső súrlódást növelő viszkokapcsolómegtévesztésig hasonlít a soklemezes megoldáshoz. Közelebbről megvizsgálva csak az a lényeges eltérés, hogy a lemezek nem érnek egymáshoz, köztük olaj van, és annak folyadéksúrlódása közvetíti az erőt. Ennek az erőnek – a belső súrlódásnak – a nagysága az előre- és hátrahajtó tengely fordulatszám-különbségétől függ. Jó úton egyenesen haladó autó első és hátsó kerekeinek fordulatszáma azonos, belsősúrlódás nincs, a nyomatékelosztás előre-hátra 50-50 százalék. Ha viszont bármilyen okból – például csúszós úton – gyorsabban forognak, mondjuk az első kerekek, a fordulatszám-különbség miatt a folyadéksúrlódásból származó belső nyomaték az első kerekeket hajtónyomatékból levonódik, és a hátsóhoz hozzáadódik.

19

2005/2/25

19

Dr. Emőd István

Viszkokapcsoló szerkezete

1. Egyik tengely

2. Belső fogazásútárcsák

3. Másik tengely

4. Külső fogazásútárcsák

5. Tömítés

6. Olaj

7. Távtartó gyűrű

20

2005/2/25

20

Dr. Emőd István

Párhuzamos elrendezésűviszkokapcsoló

21

2005/2/25

21

Dr. Emőd IstvánA viszkokapcsolóáltal átvitt nyomaték

•túlzott igénybevétel hatására rohamosan nő (önvédelem)

• a fordulatszám-különbséggel nő• a felmelegedéssel kissé csökken

Természetesen a folyadéksúrlódás munkája is hővé alakul, a lemezek közötti olaj felmelegszik. A melegebb olaj viszkozitása kisebb, ezért a belső súrlódás értéke is csökken. Hogy ne legyen túl nagy ez a csökkenés, olyan különleges, szintetikus folyadékot választottak, amelynek viszkozitása sokkal kevésbé érzékeny a hőmérséklet változására, mint mondjuk a kőolaj-származék motorolajé. Ez a folyadék a szilikon olaj, amelynek alapanyaga homok, szén, földgáz és víz. A viszkokapcsoló teljesen zárt szerkezet, gyártáskor feltöltik olajjal, utántöltés, olajcsere nem szükséges, de nem is lehetséges.A viszkokapcsolónak érdekes önvédő tulajdonsága van. Rendkívüli esetben, hosszabb időtartamú és jelentősebb nagyságú fordulatszám-különbség hatására létrejövő túlzott felmelegedés egyrészt az olajatmagát károsítaná, másrészt a felmelegedés okozta nagy nyomások a tengelytömítéseken kinyomnák az olajat. A nyomásnövekedés bizonyos mértéke után azonban, a helyileg eltérő nyomások a kapcsolótárcsákat egymáshoz szorítják, a folyadéksúrlódás vegyes (folyadék + száraz) súrlódássá változik. Ez a differenciálműben azt jelenti, hogy a belsősúrlódás annyira megnő, hogy a differenciálmű zár. A zárási folyamat kialakulása függ a fordulatszám-különbség nagyságától és időtartamától, az olajtér töltöttségétől (a rendelkezésre álló tér 75-95 százalékát szokták olajjal feltölteni), az olaj viszkozitásától, az átvitt nyomatéktól, és a külsőhőmérséklettől. Körülbelül 100-200-szoros önvédelmi zárást vesznekalapul méretezés során, ennél nagyobb számú igénybevétel károsodást okozhat.

22

2005/2/25

22

Dr. Emőd István

A harmadik generáció

A középső differenciálmű belső belsősúrlódásának növelése egy vagy két mechanikus vagy viszkokapcsolópárhuzamos bekötésével

Viszkokapcsoló erőfolyamba illesztése (differenciálmű nélkül, soros bekötés)

Az egyik lehetőség egy vagy két, mechanikus vagy viszkokapcsolódifferenciálműbe építésé, a belső súrlódás növelése céljából. Hatására a differenciálmű geometriája (a fogaskerekek) által meghatározott nyomatékarány a terhelési és talajviszonyoknak megfelelően módosulhat. A viszkokapcsoló a hajtáslánccal párhuzamos elrendezésű.A másik – soros – megoldásnál a váltóból kijövő nyomatékot bolygóműnélküli osztómű az előre- ill. hátrahajtó tengelyre kétfelé osztja, és ezek egyikébe sorosan iktatják be a viszkokapcsolót. Ennél a viszkokapcsolóhatározza meg teljes egészében annak a tengelynek a nyomatékát, amelynek a hajtásfolyamába beiktatták. Jó úton, csúszásmentesen gördülő kerekek esetén a kocsi egytengelyhajtású, hiszen ez esetben az előre- és hátrahajtó tengelyek fordulatszáma azonos, a viszkokapcsolónem származtat át nyomatékot. Ha azonban a mereven hajtott tengely kerekei megpörögnek, akkor a viszkokapcsoló a fordulatszám-különbséggel arányos nyomatékot visz át a másik tengelyre. A viszkokapcsoló önvédelmi hatásának eredményeképpen a teljes nyomaték á viszkokapcsoló által hajtott kerekekre kerülhet.Az erőfolyammal párhuzamosan kötött viszkokapcsolós autó alapesetben -- tehát jó úton -- is összkerékhajtású, ezzel szemben az előre- vagy hátrahajtó tengelybe sorosan elhelyezett viszkokapcsolós autóalapesetben egy (első- vagy hátsó) tengely-hajtású.

23

2005/2/25

23

Dr. Emőd István

A negyedik generáció

• luxusautók összkerékhajtása. (Mercedes DB-4-matic, BMW 325 iX, Audi V8, Porsche PDS, Puch Viscomaticstb.

• az előre- és hátrahajtó nyomaték arányát (a

blokkolásgátlóval, kipörgésgátlóval együtt közös)

számítógép vezérli• az útviszonyok romlására -- fény- vagy

hangjelzés is figyelmezteti a vezetőt.

Az összkerékhajtás negyedik generációja a luxusautók összkerékhajtása. A Mercedes (DB-4-matic), BMW, Audi V8, Porsche (PDS) és a Puch(Viscomatic) összkerékhajtások közös lényege, hogy az elektronikus blokkolásgátlót, a kipörgésgátlót és az előre- és hátrahajtó nyomaték arányát közös számítóközpont vezérli. A kerekeken -- a blokkolásgátlónál megismert -- fordulatszám-jeladó van; ha ez valamelyik kerék kezdődőkipörgését jelzi, akkor beavatkozik az elektronika, és típustól függően vagy fékezi a kipörögni készülő kereket, vagy a motor hajtónyomatékát csökkenti, más típusoknál a középső vagy valamelyik tengely differenciálművének belső súrlódását növeli. Külön előnye, hogy a kipörögni készülő kerékre -- az útviszonyok romlására -- fény- vagy hangjelzés is figyelmezteti a vezetőt.

24

2005/2/25

24

Dr. Emőd István

Haldex kapcsoló

M

munkadugattyú szivattyú biztonsági szelep

behajtás kihajtás

előszállító sz. szabályozó szelep ferdetárcsa olajtöltet

A TT-ben az elektromosan vezérelt, elektrohidraulikus a Haldextengelykapcsoló változtatja a tengelyek közötti nyomatékosztást. Az egységet a kardántengely és hátsó differenciálmű közé építették be, ami jól igazodik az elől keresztben elhelyezett motor és az összkerékhajtás kombinációjához (hiszen a motortérben a hely szűkös, ezenkívül a tengelyterhelés-arányt is javítja ez az elrendezés. A Haldex kapcsoló házán belül olajban futó, hidraulikus erővel összeszorítható többlemezes tengelykapcsoló egység van, ami a hátsótengelynek juttatott nyomaték mértékét változtatja. A ház olajjal feltöltött és teljesen tömített. A tengelykapcsoló külső fogazású lemezei a bemenő, míg a belső fogazásúak a kimenő tengelyhez tartoznak. A lamellák összenyomását végző munkadugattyút a kapcsoló be-, ill. kihajtótengelyének fordulatszám-eltérésétől függően szállítóaxiáldugattyús szivattyúk mozgatják.A tengelykapcsoló nyomatékátvitelét szabályozószelep változtatja:arendszer nyomását – és így a tengelykapcsoló lemezeket összeszorítóerőt – képes csökkenteni. Működéséhez az információt az ABS/EDS vezérlőegységtől és a motorelektronikától kapja. A Haldex vezérlőegység a következő bemenő paramétereket dolgozza fel: kerékfordulatszámok, motornyomaték, motorfordulatszám, menetállapot (egyenesmenet, tolóüzem, fékezés, ABS-fékezés, stb.), gázpedálhelyzet.

25

2005/2/25

25

Dr. Emőd István

Mv

Hv

Ha

Haldexkapcs.

ABS/EDS

AUDI TT összkerékhajtása(Haldex kapcsolóval)

Ha ABS/EDS hidraulikus egység ABS/EDS ABS és EDS vez. egysége

Mv motorvezérlő elektonika Hv Haldex kapcsoló vezérlőegysége

A TT-t elől keresztben elhelyezett motor hajtja. A motorteljesítmény a kézi kapcsolású váltóműről közvetlenül az elsőtengelyre és egyidejűleg a szöghajtáson és a kardántengelyen keresztül a hátsótengely differenciálmű-házába integrált Haldex tengelykapcsolóhoz kerül. Az elsőtengely differenciálműve hagyományos, kúpkerekes, nem zárható és ahogy a keresztben elhelyezett motorral szerelt személygépkocsiknál már megszoktuk, az a sebességváltóházban van. Az első-, és hátsótengely közti szabályozható nyomatékosztást megvalósító Haldextengelykapcsoló az egyenletesebb tengelyterhelések elérése céljából került a szintén kúpkerekes, nem zárható, hátsó differenciálmű házába. AHaldex tengelykapcsoló a hajtásláncban ugyanott foglal helyet és ugyanazt a funkciót látja el, mint a harmadik-generációs, középsődifferenciálmű nélküli összkerékhajtásoknál, a sorosan kapcsolt viszkokapcsoló.

26

2005/2/25

26

Dr. Emőd István

4. generációs összkerékhajtás vázlata

gyorsulásérzékelők féklámpa- kapcsoló

kontroll-lámpa zárkapcsoló

első diffmű keresztzár

hosszzár

fordulatszám- érzékelő

ABS vezérlőegység

zár-vezérlőegység

hidraulikaegység

PORSCHE

A zárak elektronika által szabályozott működtetésével érik el a járműalkalmazkodását az út- és menetviszonyokhoz. Középen hosszirányú, hátul keresztirányú differenciálzár van. Rossz talajviszonyokon induláskor, vagy az elakadt jármű kiszabadítására a vezetőnek módja van mindkét differenciálzár bekapcsolására, amit műszerfalon lévő jelzőlámpa villogása jelez. A zárás csak 30 km/h alatt lehetséges, 40 km/h felett pedig a hátsózár automatikusan nyit.

Az ABS- és differenciálzár-vezérlőelektronika közös egységet képez. A hosszirányú zár szabályozása az első- és hátsótengelyek fordulatszám-különbségén alapul. A hatását úgy fejti ki, hogy korlátozza a két tengely között kialakuló fordulatszám-különbséget. A rendszer elve hasonló a mechanikus működtetésű differenciálzárakéhoz, ám azt az előnyt kínálja, hogy beavatkozása függ a járműállapottól, menetviszonyoktól és különleges esetek (pl. ABS fékezés, hólánc használat, stb.) kezelésére is képes.

Az elektronika a kerékfordulatszám-szenzorok segítségével figyeli az egyes kerekek fordulatszámát, gyorsulását. Ezek az érzékelők természetesen megegyeznek a blokkolásgátló által használtakéval, a két rendszer azokat közösen használja. További érzékelő segítségével a jármű hossz- ill. keresztirányú gyorsulásáról is tudomást szerez a vezérlőegység. A féklámpakapcsolóról érkező jel a fékezési folyamat kezdetéről és végéről ad információt.

27

2005/2/25

27

Dr. Emőd István

Fékezés összkerékhajtású autóval

• Bekapcsolt összkerékhajtásnál egy-egy kerék külön nem blokkolhat, ha mégis, akkor valamennyi kerék egyszerre blokkol. A jármű hirtelen instabillá válik.

• A III. generációs, részben önzáró középsődifferenciálműves vagy viszkokapcsolós autóknál ennyire nem kritikus a helyzet, de a tendencia ebbe az irányba mutat.

• Az elektronikus blokkolásgátló (ABS) sem működhet zavartalanul, ha fékezéskor nemcsak a fékek, hanem a hajtótengelyek is fékezőnyomatékot közvetítenek egyik tengelyről (kerékről) a másikra.

28

2005/2/25

28

Dr. Emőd István

Az összkerékhajtású autóvontatása

• Ha nem szüntethető -- vagy nem szűnik meg -- az első és hátsó tengely kapcsolata, a gépkocsi legbiztosabban teherautó rakfelületén szállíthatók (mint az automatikus váltójú kocsik)

• Az egyik vagy másik tengely felemelésével csak akkor vontathatók, ha közben mind a négy kerék állóhelyzetben maradhat vagy akadálytalanul foroghat.

• Hosszabb úton a vonóköteles vontatás is károsíthatja az erőátviteli rendszert.

• Mindig az adott kocsi kezelési utasítása mérvadó.

29

2005/2/25

29

Dr. Emőd István

Összkerékhajtású autófékvizsgálata

• Ha a két tengely kapcsolata nem szüntethető teljesen meg, az alábbi lehetőségek vannak:– differenciálzár oldása– korlátozott vizsgálati sebesség és időtartam– összkerékhajtás kiiktatása szervizkapcsolóval– speciális (jobb- és bakoldali kerekeket ellentétes irányba

forgató, vagy négy kereket hajtó) fékerőmérő– a kardántengely lebontása

• nagysebességű vizsgálatokra külön előírások vannak!

• Mindig az adott kocsi kezelési utasítása mérvadó.

Mint láttuk, az összkerékhajtás a járműszerkezetek között az egyik legváltozatosabb rendszer, melyből még gyártmányonként is számos változat fut az utakon. Európában napjainkban több, mint 150-féle öszkerékhajtású modell van, ha hozzászámoljuk a kisárúszállítókat is, még sokkal több. Ezzel szemben a vizsgáztató állomásokon rendszerint a standard egytengelyű görgős fékpadok vannak, amelyek az összkerékhajtású járművek vizsgálatára alapvetően nem alkalmasak.A személygépkocsiknál és a terepjáróknál megkülönböztethetünk elsődlegesen:•kézzel kapcsolható,•automatikusan kapcsolódó és•állandó (permanens) összkerékhajtású járműveket.A beépítési és komfortigényeknek megfelelően különbözőforgatónyomaték-átvivő és -elosztó egységeket (fordulatszám-csökkentőáttételt, dlfferenciálokat, tengelykapcsolókat, hossz-és keresztirányúzárakat) integrálnak egy rendszerbe, amely a forgatónyomatékot vagy állandó arányban, vagy a leghatékonyabb arányban osztja el az egyes kerekekre, illetve tengelyekre. A sort még folytathatnánk „lágy" és „kemény" rendszerekkel attól függően, hogy mekkora fordulatszám-különbség (kipörgés) hatására mekkora nyomatékátcsoportosítás alakul ki.

30

2005/2/25

30

Dr. Emőd István

Szervizkapcsoló

Szétválasztó szerkezet a Honda Civic Shuttle 4x4 hátsó differenciálművén

A görgős fékvizsgáló padok használata a kézzel kapcsolhatóösszkerékhajtásoknál problémamentes. Itt az összkerékhajtást kapcsolják ki közvetlenül az elosztó hajtóművön, vagy több-kevesebb ráfordítást igénylő fortélyos megoldásokkal. Az összkerékhajtás kikapcsolása után úgy vizsgálható, mint a kétkerékhajtású jármű.Fokozott figyelem szükséges az automatikusan kapcsolódó és az állandóösszkerékhajtásoknál. Esetenként a forgatónyomaték-átviteli és -elosztóegységek fajtája szerint korlátozott időtartamú és/vagy max. 5-6 km/h vizsgálati sebességű vizsgálat végezhető el.A „fogások" között szerepel például az első tengellyel történő tolatásos ráállás a görgős fékpadra (VW viszkokapcsolóval), vagy a leállított motorral történő vizsgálat (Audi, Seat, Skoda, Volvo és VW Haldex-kuplunggal). A profi megoldás az összkerékhajtású járművek fékvizsgálatára kialakított görgős fékpad. Ez nem feltétlenül négy görgőágyas kialakítású, lehet kétgörgőágyas is, ahol a görgők az egy tengelyen lévő kerekeket – fordulatszám-szabályzottan ellentétes irányban forgatják.A németországi AUTÓ-SERVICE cikk írója, Peter Diehl írásban kereste fel a gyártókat, mondják meg mi a teendő összkerékhajtású modelljeik fékpadi vizsgálatánál. A válaszokat táblázatban foglalták össze.