Sredinski diferencial ali sklopka Haldex
štirikolesni pogoni Sredinski diferencial ali sklopka Haldex Volkswagnova vozila z vzdolžno vgrajenim motorjem imajo stalni štirikolesni pogon s sredinskim diferencialom, s prečno vgrajenim motorjem pa štirikolesni pogon uravnava sklopka Haldex K učinkovitejšemu prenosu moči in boljši stabilnosti v zavojih lahko pri štirikolesno gnanih Audijih pripomore še športni zadnji diferencial Oznake Quattro, 4motion, 4x4 ali 4 označujejo štirikolesni pogon pri vozilih Audi, Volkswagen, Škoda in Seat. Ne glede na oznako, ki pripada določeni znamki, Volkswagen v grobem uporablja dve vrsti pogona – s sredinskim diferencialom (Torsen) ali s sklopko Haldex. Gre za dve različni zasnovi. Prva je bolj ali manj mehanska s stalnim prenosom moči na vsa kolesa, v drugem primeru pa je pogon speljan pretežno na sprednji kolesi in se na zadnji kolesi prenese le, če imajo prva slabši oprijem oziroma če zdrsnejo. So pa seveda tudi izjeme: Audi R8 je denimo edini Audi, čigar pogon ima viskozno sklopko (imajo jo sicer nekateri starejši Volkswagnovi modeli), Audi Q7 (in njegova tehnična bratranca Volkswagen Touareg in Porsche Cayenne) pa ima robustnejši, za bolj zahtevno terensko vožnjo primeren štirikolesni pogon. Sicer pa je tip pogona – ne glede na oznako – odvisen tudi od načine vgradnje motorja. Vozila z vzdolžno nameščenim motorjem imajo pogon s sredinskim diferencialom, vozila s prečno vgrajenim ANŽE JAMNIK Foto Audi, Volkswagen rencial ali dva, sklopka in podobno – vplivajo na večjo težo vozila, kar se med drugim pozna tudi pri nekaj višji porabi goriva. K višji porabi prispevajo tudi dodatni prenosi oziroma trenje in izgube v njih. Večja teža avtomobila – ne glede Značilnosti štirikolesnega na podlago – vpliva tudi na daljšo zavorno pot. Seveda je štirikolesni pogona pogon tudi dražji od dvokolesnega – deloma na račun dodatnih komŠtirikolesni pogon – ne glede ponent, deloma pa tudi zaradi druna zasnovo – ima v primerjavi z gačnih drugih delov avtomobila, dvokolesnim številne prednosti, a tudi nekatere manjše pomanjkljivosti kot sta denimo spremenjen izpušni sistem ali rezervoar za gorivo. in omejitve. Na dobro stran vsekakor lahko postavimo učinkovitejši prenos moči in navora na podlago Vsekakor pa še tako učinkovit preko štirih in ne le dveh koles, kar in izpopolnjen pogon brez dobrega svoje prednosti pokaže predvsem oprijema ni vreden prav veliko. Z med vožnjo po spolzki podlagi. drugimi besedami – brez kakovoPoleg tega je štirikolesno gnan avto- stnih pnevmatik (zimskih pnevmatik mobil stabilnejši in zaradi prerazpo- v zimskih razmerah) kljub dobremu reditve vlečne sile med vsa kolesa pogonu ne bo šlo. Frenk Grilc, omogoča večje hitrosti v zavojih. vodja skupine za tehnično vzdrževanje pri družbi Porsche Slovenija poudarja, da je ravno čim bolj enaPo drugi strani pa dodatne komerna obraba pnevmatik pri štikomponente štirikolesnega pogona – pogonska gred, dodaten dife- rikolesnem pogonu še precej bolj motorjem pa štirikolesni pogon s sklopko Haldex. Menjalnik – bodisi ročni bodisi samodejni ali mehanski z dvema sklopkama (S tronic oziroma DSG) - na pogon ne vpliva. Prvi Audi s štirikolesnim pogonom je bil model Quattro iz leta 1980. Imel je klasičen sredinski diferencial z možnostjo zapore; zaporo je imel tudi zadnji diferencial. 4 Mehanik in voznik • januar 2013 Vozila s prečno vgrajenim motorjem imajo štirikolesni pogon s sklopko Haldex. Zahvaljujoč elektronsko nadzorovanemu tlačnoregulacijskemu ventilu je pri zadnji generaciji te sklopke njen vklop hipen. pomembna kot pri dvokolesnem. Če so prednje in zadnje pnevmatike različno obrabljene, se namreč kolesa zaradi različnih kotalnih obsegov vrtijo z različnimi hitrostmi. Na pogon to vpliva kot nenehno zdrsavanje koles ene od osi, kar po nepotrebnem obremenjuje mehanske dele oziroma zlasti razdelilno gonilo ali sklopko. Zaradi tega je treba dosledno upoštevati, katere pnevmatike je dovoljeno uporabiti. Kot zanimivost je Grilc navedel nekega lastnika Audija R8, ki je svoj avtomobil opremil z nehomologiranimi dimenzijami pnevmatik in je zaradi tega viskozna sklopka dobesedno zgorela. Samozaporni sredinski diferencial Pri avtomobilih z vzdolžno vgrajenimi motorji uporabljajo v koncernu Volkswagen povsem mehanski sistem štirikolesnega pogona, znan kot Audi Quattro. Pri tej zasnovi za prenos moči na prednjo in zadnjo os skrbi Sklopka Haldex je zaradi boljše razporeditve mas nameščena tik pred zadnjim diferencialom oziroma je integrirana v gonilo zadnje preme. Mehanik in voznik 5 Zgradba sredinskega diferenciala Torsen Sončni zobnik na zadnji izhodni gredi Izhodna gred za pogon zadnjih koles Polžasti zobniki Sončni zobnik na sprednji izhodni gredi Ohišje diferenciala Prirobnica Gred polžastih zobnikov Planetni zobniki Izhodna gred Izhodna gred za pogon sprednjih koles Votla vstopna gred klasičen diferencial, diferencial Torsen ali, od Audija RS5 iz leta 2010 dalje, podoben sistem z diferencialom s kronskimi zobniki. Pri tem načinu pogona se moč vseskozi prenaša na vsa štiri kolesa; pri starejših modelih je bilo razmerje med prednjo in zadnjo osjo 50:50, pri novejših pa je razmerje 40:60 v korist zadnje Enaki pogoji na sprednji in zadnji osi: Navor se enakomerno prenaša na prednjo in zadnjo os. Hitrost vrtenja je enaka. Prednja os na ledu: Navor na prednji osi je do 3,5-krat manjši kot na zadnji. Prednja os se vrti hitreje. planetni zobniki, ki jih skupaj z nosilnim ohišjem poganja vstopna gred oziroma pogonska gred iz menjalnika. Vstopna gred je speljana znotraj votle gredi za pogon prednjih koles. Ob normalnih pogojih se oba zobnika vrtita z enako hitrostjo kot ohišje, posebna geometrija pa omogoča omenjeno razmerje prenosa moči na prednjo in zadnjo os. Če ena os izgubi oprijem, se poveča hitrost vrtenja pripadajoče gredi in s tem tudi hitrost vrtenja kronskega zobnika v diferencialu. To pritisne ene lamele ob druge in ustvari trenje med njimi, zaradi samozapornega učinka pa se večji del navora prenese na drugi kronski zobnik ter prek pogonske gredi na os z boljšim oprijemom. Diferencial Torsen osi. Ob izgubi oprijema koles ene osi se navor v trenutku prenese na os z boljšim oprijemom; v zadnji generaciji se prenese do 85 odstotkov navora na zadnjo ali do 70 odstotkov na prednjo os. Razdelilno planetno gonilo oziroma samozaporni sredinski diferencial s kronskimi zobniki sestavljata dva sončna kronska zobnika – sprednji zobnik poganja prednji, zadnji pa zadnji kolesi. Povezujejo ju štirje Diferencial Torsen omogoča prenos moči na os z boljšim oprijemom. Na podoben način delujejo tudi naslednje generacije s sredinskim diferencialom. Vožnja v ovinku: Navor na prednji osi je do 3,5-krat manjši kot na zadnji. Prednja os se vrti hitreje. Zadnja os na ledu: Navor na prednji osi je do 3,5-krat večji kot na zadnji. Prednja os se vrti počasneje. Samozaporni sredinski diferencial s kronskimi zobniki prekaša (predhodni) pogon s samozapornim sredinskim diferencialom, ker ima širše območje za prerazporeditev navora na posamezno os in ker popolnoma mehanski princip delovanja omogoča takojšen prenos sil in konstantno delovanje brez kakršnegakoli zamika. Poleg tega je novi diferencial kompaktnih mer ter z maso 4,8 kg približno 2 kg lažji od predhodnika. Samozaporni sredinski diferencial Torsen T3 je bil najprej predstavljen leta 2005 v drugi generaciji Audija RS4 in ga zdaj uporabljajo v številnih drugih modelih s štirikolesnim pogonom. Gre za klasično planetno gonilo s sončnim zobnikom za pogon sprednje osi, odjemno gred za pogon zadnje osi pa poganja planetni venec. Med njima so planetni zobniki. Zaradi večjega delnega krožnega premera zunanjega zobnika oziroma zobniškega venca se pri tem pogonu običajno 60 odstotkov moči prenaša na zadnji kolesi, preostalih 40 pa prek sončnega zobnika z manjšim delnim krožnim premerom na prednji kolesi. Enako zgrajen pogon je vgrajen tudi v Audiju Q7, le da je tu 6 Mehanik in voznik • januar 2013 Vozila z vzdolžno vgrajenim motorjem imajo stalni štirikolesni pogon s sredinskim diferencialom. osnovna asimetrična porazdelitev navora 42:58 v korist zadnje osi. Poleg tega je diferencial nameščen v ločenem ohišju, sončni zobnik pa navor za prednjo premo prenaša na zgornji verižnik, ki je prosto vrteče uležajen na zgornji odjemni gredi. Ta s pomočjo verige poganja spodnji verižnik, ki žene gred za pogon sprednjih koles. Audi je štirikolesni pogon s sredinskim diferencialom Torsen T1 predstavil leta 1986 v modelu 80 Quattro. Ima planetni zobniški sklop z dvema sončnima zobnikoma. Eden od njiju poganja sprednjo, drugi pa zadnjo os (seveda vsak prek svoje gredi), povezujejo pa ju trije pari planetnih polžastih zobnikov. Posamezen par je med seboj povezan s klasičnimi zobniki. Če pride do zdrsa koles ene od osi, se navor prenese na os z boljšim oprijemom in sicer največ do 75 odstotkov; v običajnih pogojih je razporeditev navora na obe osi v razmerju 50:50. Prvotni štirikolesni pogon v Audiju Quattro pa je imel klasičen sredinski diferencial s stalnim razmerjem prenosa moči v razmerju 50:50. Diferencial je bil nameščen na votlo vstopno gred oziroma pogonsko gred iz menjalnika in je del navora prenašal na zadnji kolesi, del pa prek gredi, nameščene znotraj vstopne gredi, na prednji kolesi. Da zmogljivosti pogona ne bi bil omejene z zmožnostjo oprijema koles na osi s slabšo trakcijo, je imel avtomobil možnost zapore sredinskega in zadnjega diferenciala; sprva mehansko, od leta 1981 dalje pa elektro-pnevmatsko. vozni dinamiki, ker med vožnjo skozi ovinek dodaja moč zunanjemu kolesu ter s tem izboljšuje vodenje vozila, stabilizira vozilo in zmanjša podkrmiljenje. del pri modelu S4. Štirikolesni pogon, ki ima ta diferencial, poganja vsa štiri kolesa in glede na oprijem prednjih ali zadnjih koles prerazporeja navor med sprednjo in zadnjo os. Tak diferencial pripore k boljši Športni diferencial je sestavljen iz konvencionalnega diferenciala oziroma gonila zadnjih koles ter dveh avtomatiziranih aktivnih gonil (za levo in desno kolo) z lamelnima sklopkama. Sklopki lahko prilagajata razporejanje moči na vsako posamezno zadnje Športni zadnji diferencial Športni zadnji diferencial je Audi leta 2009 uve- Štirikolesni pogon Quattro zadnje generacije, ki je bil leta 2010 predstavljen v Audiju RS5, temelji na samozapornem sredinskem diferencialu s kronskimi zobniki. Mehanik in voznik 7 Med vožnjo naravnost so kolesa enako obremenjena, moč nanje je enakomerno razporejena. V ovinku se obremenitev prenese na zunanji kolesi. Sistem rahlo zavre notranji kolesi in s tem moč prenese na zunanji kolesi. Zadnji športni diferencial poveča moč na zadnjem zunanjem kolesu, k stabilnosti pa prispeva tudi zaviranje sprednjega notranjega kolesa. toplotnih izgub to pomeni, da se tako na kolo za zunanji strani ovinka prenaša 73 odstotkov moči, na Prednosti štirikolesnega pogona je Audi med drukolo na notranji strani ovinka pa 25 odstotkov moči. gim dokazal tudi z vožnjo Prečno vgrajeni motorji in sklopka Haldex kolo. Njuno delovanje nadzira krmilna enota, elektromotor pa poganja hidravlično črpalko, ki ustvarja ustrezen tlak v sistemu. prerazporedi na levo in desno kolo, preostalih 50 odstotkov pa na ustrezno gred, ki poganja kolo na zunanji strani ovinka. Ob upoštevanju približno dveh odstotkov Vsako izmed obeh dodatnih enot gonila sestavlja dva koaksialno nameščena zobniška venca z manjšanjem (i1 > 1) in večanjem števila vrtljajev (i2 < 1). Razmerje i1 in i2 skupaj pomenita približno 10-odstotno povečanje števila vrtljajev (i<1). Lamelni sklopki sta integrirani v dodatnih enotah gonila z zobniškim vencem in se aktivirata elektrohidravlično. Sklopka prenaša ustrezen moment s prve na drugo prestavno stopnjo oziroma z diferenciala na gred, prestavni stopnji zobniških vencev pa določata ustrezen prekrivni moment. 50 odstotkov hodne moči se prek diferenciala enakomerno Športni zadnji diferencial 50 odstotkov moči enakomerno razporedi na obe zadnji kolesi, preostalih 50 odstotkov pa prek lamelne sklopke na zunanje kolo. 8 Mehanik in voznik • januar 2013 Vozila s prečno vgrajenimi motorji imajo štirikolesni pogon s sklopko Haldex, kjer se v običajnih razmerah velika večina navora (95 odstotkov) prenaša na prednji kolesi. To pripomore k manjšim izgubam pri prenosu (in k malce manjši porabi goriva), po drugi strani pa ta sistem (za razliko od pogonov pri vzdolžno vgrajenih motorjih) zahteva tudi redno servisno vzdrževanje. Vsaka tri leta po smučarski skakalnici z 80-odstotnim naklonom. je treba zamenjati olje, kar stane približno 50 evrov, pri prvi generaciji pa je treba zamenjati tudi oljni filter (dodatnih 20 evrov). Ob običajnih voznih razmerah se pri tem pogonu večina moči prenaša na prednji kolesi. Če prednja kolesa izgubijo oprijem, pa se lahko do 100 odstotkov moči prerazporedi na zadnjo os. Sklopka Haldex je zaradi ugodnejše razporeditve mas nameščena Diferencial Torsen Prekat za olje Vstopna gred Odjem za zadnjo premo Verižni pogon tik pred zadnjim diferencialom; ta diferencial je klasičen odprt diferencial in nadgrajen z elektronsko zaporo oziroma zaviranjem tistega kolesa, ki se vrti v prazno. Kardanska gred je neposredno povezana z vhodno gredjo sklopke, z vrtenjem le-te pa rotirajo tudi valjčki obročastih batov in delovnega bata ter zunanje lamele. Izhodna gred je povezana z zobnikom zadnjega diferenciala, z njo pa so prek vzdolžnega ozobja povezane tudi notranje lamele. Prek zunanjih in notranjih lamel se ob običajnih voznih pogojih prenaša le 5 odstotkov navora. Odjem za sprednjo premo Audi Q7 uporablja štirikolesni pogon s samozapornim sredinskim diferencialom (Torsen T3). Torsen T3 je nameščen v posebnem ohišju, gred za pogon sprednjih koles pa poganja prek verige. zavrti po še mirujoči odmični plošči izhodne gredi, valjčki pa zaradi posebne oblike plošče gibanje prenesejo na obročasta bata, kar na koncu poviša tlak olja. Olje potisne delovni bat na valjčke, pritisno ploščo in paket lamel. Lamele se med seboj stisnejo ter s tem vzpostavijo poveV primeru zdrsa prednjih zavo med vhodno in izhodno koles ter s tem povezanega gredjo ter s tem pogon na vsa hitrejšega vrtenja vhodne gredi se le-ta z valjčki obročastih batov štiri kolesa. Kotno gonilo in diferencial Sistem je opremljen s tlačnimi ventili in akumulatorjem za vzdrževanje enakomernega tlaka. Sklopka se sklene in prenese moč tudi na zadnji kolesi takrat, ko prednja kolesa naredijo približno osmino zavrtljaja v prazno. Pri pogonu 4. generacije pa razlika v hitrostih vrtenja obeh gredi ni več pogoj za ustvarjanje potrebnega tlaka, ker zanj skrbi oljna črpalka. Črpalka vzdržuje tlak 30 barov, tlačnoregulacijski ventil pa z ustreznim tlakom uravnava lamele in s tem potreben navor, ki ga je treba prenesti na zadnjo os. Delovanje ventila uravnava krmilnik štirikolesnega pogona, ki potrebne podatke dobiva s tipal sistema ABS, položaja stopalke za plin in drugih tipal. S tem delovanje štirikolesnega pogona prilagaja trenutnim voznim razmeram in ga vklopi tudi že pred samim speljevanjem vozila. Desno aktivno gonilo Glavne komponente športnega zadnjega diferenciala Levo aktivno gonilo Hidravlična krmilna enota Mehanik in voznik 9
© Copyright 2024