Az év eleji esős idő és az előttünk álló nehéz talajmunkák előtt pár gondolatot engedjenek meg az összkerékhajtásról és a differenciálmű-zárról! A gépkocsikba szerelt differenciálművek feladata, hogy a sebességváltótól érkező nyomatékot szétossza a két hajtott kerékre, hogy azoknál az elinduláshoz és a haladáshoz szükséges vonóerő alakuljon ki. Eközben lehetővé teszi a gépkocsival a kanyarodást is úgy, hogy a külső és a belső íven gördülő kerekek eltérő úthosszakat tesznek meg.
Azonban a differenciálmű, vagy ahogy gyakran nevezik, a diffi vagy osztómű, engedi azt is, hogy ha az egyik kerék csúszós felületen van (például jég, sár vagy banánhéj), miközben a másik tapad, akkor a csúszóson lévő kipörög, a kapaszkodni tudó kerék pedig egy helyben áll. A leggyakrabban így akadunk el. Speciális eset, amely a mi szakmánkban jellemző, amikor a tapadás egyik oldali elvesztésekor a jól tapadó oldal (például a barázdában lévő kerék) megáll, a másik (sárban vagy tarlón lévő kerék) pedig kétszeres fordulatszámmal szabadon pörög. Mivel a két oldal felé kivitt nyomaték is egyenlő, egyik oldal sem hajt. Ha nagy a tapadási tényező különbség a jobb és a bal kerék alatt (például havas, jeges út), a csúszós felületen lévő kerék kipörög, ezért nem alakul ki vonóerő sem ott, sem a jól tapadó keréknél.
Differenciálzár vagy növelt belső súrlódású differenciálmű nélkül nem tud elindulni a gépkocsi, amikor jelentősen eltér egymástól a tapadási tényező a bal- és a jobb oldali kerék alatt. A diffi tehát akkor kell, ha jó a tapadás, síkos úton viszont igazi átok. Kérdés az, hogy milyen fajta differenciálzárra van szükség, hiszen ez határozza ugyanis meg, hogy nehéz körülmények között hány kerék segít a vonóerő kifejtésben. De nem csak a vonóerő és a továbbjutás az egyetlen, amit a differenciálműzár fajtája befolyásol!
A differenciálművek alapjai és a vonóerő-átvitel kihívásai
Alapesetben a személygépkocsik a klasszikus (szimmetrikus) differenciálművet alkalmazzák, ami a legegyszerűbb és legolcsóbb szerkezet a piacon. A szimmetrikus differenciálmű egyenletesen osztja el a rendelkezésre álló nyomatékot. Ennek következtében a másik, jól tapadó keréken sem tud nyomatékot leadni. Ha a jármű egyik féltengelye áll, vagyis a szögsebessége nulla, akkor a másik féltengely szögsebességét a differenciálmű a saját szögsebességének duplájára emeli.
Differenciálzárak típusai és működésük
100%-os (Lamellás) Differenciálzár
Az egyik leghatékonyabb megoldás a 100%-os, például lamellás differenciálzár, amely lényegében egy olyan megoldás, ami a differenciálművet teljes egészében „kikapcsolja”. A kétoldali tengelyeket egymáshoz köti, ezáltal a megcsúszó (forgó) kerék a kapaszkodó kerék által fékezésre kerül - és a megcsúszó kerékre is jut nyomaték. Jó esetben az erőgép tovább tud haladni. Lamellás (100%) differenciálműzár valamennyi Fendt traktor hátsó hídjába beépítésre kerül, és néhány szériában a mellső hídba is - önállóan vagy a Locomatik „mellé”. A bekapcsolásáról a gépkezelő dönt, aki nyomógomb segítségével terhelés alatt elektrohidraulikus úton kapcsolja be és ki. A kétoldali tengelyek 100%-ban „összekötésre” kerülnek, biztosítva a maximális vonóerő átvitelét a talajra. Kikapcsolása több módon lehetséges: bizonyos haladási sebesség elérése, kerékelfordulás szög túllépése vagy épp a fékpedál működtetése oldja a differenciálmű-zárat.
Növelt belső súrlódású önzáró differenciálművek
A differenciálmű belső súrlódása akadályozza a fogaskerekek forgását a differenciálmű házhoz képest. Emiatt a féltengelyek nyomatékegyensúlya felbomlik, hogyha az egyik oldal gyorsabban kezd forogni a másiknál. A differenciálműveknél a belső súrlódás előnyös, mert a jobb és a bal oldali kerekek között, ha elér a tapadási tényező, ez teszi lehetővé az elindulást. Ugyanis a belső súrlódással arányos nyomaték kerül a jól tapadó kerékre.
Ennél a változatnál a differenciálműbe szerelt kúpkerekek mögé olajban futó súrlódó lemezeket építenek be. A kúpkerék hajtásnál ébredő tengely irányú erő fogja összeszorítani a súrlódó felületeket. A zárási foka a működtető erővel és a lemezek számával lesz arányos. A differenciálmű belső súrlódása tovább növelhető, ha növeljük a súrlódó felület nagyságát. Ez több súrlódó lemez beépítésével válik lehetővé. Beépíthető például egy-egy olajlemezes tengelykapcsoló a differenciálmű ház és a féltengelyek közé.
A ZF által gyártott önzáró differenciálművet elsősorban hátsókerék-hajtású gépkocsik hátsó futóművénél alkalmazták. Akkor teszi lehetővé az elindulást, amikor az egyik hajtott kerék csúszós, a másik jól tapadó útfelületen van. Különböző zárási fokú változatok készültek. Szerkezeti kialakítása olyan, hogy a differenciálmű belsejébe két tengely irányban elmozduló nyomótagot és két olajlemezes tengelykapcsolót építenek be. A súrlódó lemezek a féltengely és a differenciálmű ház között hoznak létre kapcsolatot, amikor a differenciálmű kúpkerekei között fordulatszám különbség alakul ki. A kúpfogaskerekeknél keletkező axiális erő a prizmák segítségével ad át az olajlemezes tengelykapcsolóknak az előző konstrukciónál nagyobb összeszorító erőt. Hatására részlegesen zár a differenciálmű. Ennek hatása a lemezek számával és a prizma szögével befolyásolható.
Locomatik differenciálzár
A Locomatik differenciálzár egyfajta automatikus differenciálműzár, amelyet a traktorok mellső hídjába építenek be. Működése az önzárás két lamellacsoport révén jön létre, amelyek szimmetrikusan a diffiházban kerülnek beépítésre. A féltengelyen lévő kúpkerék a belső fogazású-, a diffiház a külső fogazású lamellákkal van alakzáró kapcsolatban. A mellső kerekek fordulatszám különbsége a féltengelyekre szerelt kúpfogaskereken keresztül a diffiben kerül kiegyenlítésre. Fordulatszám különbségek feszítőerők megjelenéséhez vezetnek, miközben a belső fogazású lamellákat a külső fogazású lamellákhoz és a diffiházhoz szorítja, a belső súrlódás révén. Fontos megérteni, mit jelent a terhelésfüggő működés. Amikor az egyik kerék kipörög, a másik áll, és a traktor elakadt, a sebességkülönbség adott a két oldal között, de vonóerő hiányában a differenciálmű nem zár.
Viszkokuplungos differenciálmű
Az egyik legköltséghatékonyabb önzáró differenciálmű a viszkokuplungos differenciálmű. Sok esetben osztóműként is találkozhatunk vele, két hajtott tengely között. A belső súrlódást ebben az esetben a hajtott tengelyre rögzített lamellák között áramló folyadék viszkozitása idézi elő: minél nagyobb a tengelyek közötti forgáskülönbség, annál nagyobb a folyadék ellenállása. Kompakt és egyszerű szerkezet, ám nagy igénybevételnél könnyen túlmelegedhet. Az ilyen rendszer igazából csak arra jó, hogy a gyártó rányomhassa az autó farára a "4x4" feliratot, és kaszáljon még vagy fél-egymillió forintot. A viszkós rendszernél ugyanis az első és hátsó diffit felvonultató kiépítésnél úgy próbálják olcsón megvalósítani az önmagától záródó, mégis kellő fordulatszám-különbséget lehetővé tevő központi elosztást, hogy egy irdalt, több kör alakú lemezkével teli, zselével feltöltött, hőre keményedő géllel feltöltött konzervdobozt építenek be középre.
Ennek két oldalán két tengely meredezik: az első kerekekhez menő tengely minden első, a hátsó kerekekhez menő minden második tárcsához rögzül. Amíg azonos sebességgel forog az első és a hátsó tengely, konzervünk is velük forog. Ha megcsúszik valamelyik kerék, az ahhoz tartozó tengely felpörög, a dobozban minden második korong más sebességgel forog, mint az elsők, ennek következtében a súrlódás hatására a szalontüdő-szaft (bocsánat, űrtechnikás gél) megdermed, és összezárja a dobozba vezető tengelyeket. A viszkó előnye az olcsóság, hátránya számos. Nagy gázt adva komoly elakadásnál - jégen, homokban, nagy gödörben - hatalmas fordulatszám-különbség alakul ki a tárcsák között, a gél ilyenkor megfő, ami örökre összezárja az első és hátsó hajtást. Az átlagautós észre sem veszi, hogy a gödörből nagy nehezen kikecmergett kocsija milyen nehézkesen lódul, és amikor végre eljut a szervizig, már nemcsak a viszkós dobozt, de valamelyik differenciálművet is javíttatnia kell. Suzuki Ignis-, Renault Scénic RX4-tulajdonosoknak ezért fokozott óvatosság ajánlott.
A VISCO technikával bár megvalósult az automatikusan záródó differenciálmű, de azzal a hátránnyal járt, hogy nagyon megnehezítette ezen gépkocsiknál a görgős fékpadi mérést. A fékpad görgőivel forgatott kereke és a másik két álló kerék közötti fordulatszám különbség hatására zár a VISCO differenciálzár és nyomatékot ad a műhely padlóján lévő kerekekre. Ennek hatására a gépkocsi kiugrik a fékpadról, ami balesetet is okozhat. A további kísérletezés megnöveli e VISCO differenciálzár igénybevételét és ezzel arányosan a hőterhelését is, ami tönkreteszi a szerkezetet. A problémát tovább tetézi, ha kereszt irányban, vagyis a jobb és a bal kerék közé is beépítettek VISCO differenciálzárat és a görgőpárok a kisebb áramfelvétel érdekében külön-külön indíthatók. A megoldás vagy szabadon futó kiegészítő görgőpár, vagy speciális görgős fékpad alkalmazása lehet. Ezen hátrányos tulajdonságok miatt a VISCO technika alkalmazása az utóbbi évtizedekben már háttérbe szorult.
Haldex-kuplung
A Haldex-kuplung is olajfürdős tengelykapcsolóval osztja a nyomatékot előre és hátra. Vezérlése alapvetően hidraulikus, és nincs kitüntetett hajtott tengely - tehát a kocsi mindig éppen azokkal a kerekeivel hajt, amelyeknél a legjobb a tapadás. A Haldexnél az első és a hátsó tengelyek differenciálműve egyenként hajt egy-egy hidraulikus szivattyút. Ezek nyomását egy, a valóságban általában a hátsó osztóművel egy házba épített, mindkét oldalról működtethető kuplunghoz vezetik - ha az első kerekek fordulatszáma kisebb, onnan a nyomás is kisebb lesz, tehát a kuplung zár, a hátsók lelassulása esetén ugyanez a helyzet. A hidraulikus elv miatt a Haldex jóval gyorsabban reagál, mint a sima elektronikusan vezérelt tengelykapcsoló - itt nyolcad-negyed kerékfordulatnyi csúszás a maximum. Ez már komoly kátyúkból való kijutáshoz is elég, igaz, maga a rendszer érzékenyebb, nehezebb és drágább. Volvo XC-, Volkswagen 4motion-tulajdonosok, örüljenek!
Évtizedekkel később is alkalmaztak hasonló differenciálzár megoldást például a Haldex rendszerű összkerék hajtással, a 4MOTION -al szerelt VW Transporter hátsó futóművében. Ez a kézi kapcsolású differenciálzár opcionális. A műszerfalon elhelyezett nyomógombbal kapcsolhatja be a vezető. Ekkor jelet kap a működtető elektronika és hatására kapcsolja az elektromágneses szelepeket. Ekkor a műszerfalon is világítani kezd az ellenőrző lámpa. A vákuumot kapcsoló elektromágneses szelepeket ellátták egy-egy „Read-relével”, melyek az elektronikának visszajelzik a pillanatnyi állapotot. Az ESP elektronika is megkapja az erre vonatkozó jelet. Az elektromágneses szelepek a működtető munkahenger egyik kamrájába vákuumot vezérelnek ki. Visszakapcsoláskor a vákuum a másik kamrába kerül. Ennek hatására az emelőkar segítségével bekapcsolja a körmös kapcsolóként kialakított differenciálzárat, vagy kikapcsolja. A differenciálzár csak akkor kapcsol be, ha a gépkocsi sebessége kisebb 72 km/h -nál. Fontos megjegyezni, hogy az Audi A3 és a TT valóban Haldex-szel működik, és tévedés bármilyen rokonságba hozni a viszkót a Haldex-szel. Míg előbbinél lényegében sok, egymás mellett, a megfelelő tengelyeket rögzített, forgó lamella közti olaj viszi át páronként a nyomatékot, az olaj súrlódásának a segítségével, addig a Haldexnél olyan többtárcsás kuplung van, mint a motorkerékpárokban. A lamellák itt úgy kapcsolódnak össze, hogy a tengelyükön fizikailag elmozdulva egymáshoz préselődnek. E préselőerőt pedig a Haldex-ház bemenő és kimenő tengelyén elhelyezett, vezérlőpályával működtetett hidraulikus szivattyúk nyomáskülönbsége szolgáltatja - ha nincs nyomáskülönbség (együtt forognak a tengelyek), a tengelykapcsoló nyitott, ha van, zár.
Torsen differenciálmű
Raliautóknál rendszeresen használt megoldás a Torsen, vagy homlokkerekes differenciálmű. Fontos azonban megjegyezni, hogy mind a versenyautóknál, mind pedig a terepjáróknál egyéb segédberendezésekkel együtt alkalmazzák, ugyanis van egy komoly hátránya a kifinomultsága ellenére. A tapadó kerekekre a kevésbé tapadó keréken átmenő nyomaték szorzatát továbbítja. Ennek értelmében, ha a kevésbé tapadó keréken egyáltalán nincs tapadás, akkor sem az egyik, sem a másik kerék nem kap nyomatékot.
Az egyik legötletesebb és legszebb műszaki szerkezet, amit valaha kitaláltak, a Torsen-differenciál. A régi sport- és raliautóknál a hajtott két kereket zárta össze ilyen szerkezet, az Audi quattro rendszerénél az első és a hátsó hajtás között van ilyen. Lényege, hogy az emelést végző orsó az egyik irányból könnyen, nagy áttétellel hajtható, de a másik irányból - ahol a függesztett tömeg van - nem mozdítható meg. Ilyen a Torsen belseje is, a csigakerekek az első és a hátsó kerekeket érő hatások következtében összerágódnak, ezzel zárják a hajtásokat. Azért dimenzionálisan jobb a többinél, mert a) nincs benne elektronika, hidraulika, azaz gyanús, működési biztonságot veszélyeztető tényező; b) nem fordulatszám-különbségre, hanem nyomatékkülönbségre lép működésbe, tehát "előre érzi a bajt". Egyszerűen zseniális, de a finom megmunkálás, a komoly fogaskerékrendszer miatt igen drága.
A harmadik generációs Audi Quattro 1987-ben mutatták be. Ennél alkalmaztak először csigakerekes TORSEN differenciálművet, mely a futóművek közötti nyomatékfelosztást végzi. Személygépkocsiknál gyakran alkalmazzák a részlegesen önzáró csigakerekes differenciálműveket. A szakma gyakran alkalmazza az angol TORSEN elnevezést, ami magyarul nyomaték érzékenynek nevezhető. A középső differenciálműnél és a hátsó futóműnél is lehet ilyen kialakítású változatot alkalmazni. Az első generációs kivitelnél a bolygókerekeket középen csiga-, a két szélén pedig egyenes homlokfogazattal látták el. Ez utóbbival kapcsolódnak egymáshoz a jobb és a bal oldali bolygókerekek. A bolygókerekek forgácsolással nem, csak porkohászati technológiával gyárthatók. Az első generációnál a féltengelyek forgástengelyére merőlegesen helyezték el a bolygókerekeket. A következő generációnál már a kisebb helyigényű, és egyszerűbb szerkezetű PAT (Paralell Axis Torsen) differenciálművet alkalmazták. Ennek különböző típusváltozatait elsősorban középső differenciálműként alkalmazzák. Az ilyen kivitelű középső differenciálmű is képes fele - fele arányban szétosztani a nyomatékot a futóművek között. Ez a differenciálmű a Quattro hajtásnál az automatikus sebességváltó integrális részét képezi. Nagy fordulatszám különbség esetén automatikus zárás következik be, de ez nem befolyásolja hátrányosan a gépkocsi kormányozhatóságát. Ilyen részlegesen önzáró középső differenciálművet építenek be egyebek között az AUDI Q7, Audi S4, Audi RS4 típusokba. Lehetővé teszi az aszimmetrikus nyomatékfelosztást is. A geometriailag meghatározott nyomaték arány az első és a hátsó futómű között 42% / 58%. A pillanatnyi menetviszonyoktól és a kerekek közötti fordulatszám különbségtől függően a hajtó nyomaték 85% -a is kerülhet a hátsó futómű...
Hidraulikus és Elektromos Működtetésű Differenciálzárak
Nagy terhelési igényű feladatokra a leggyakrabban használt kivitel a hidraulikus kuplungos önzáró differenciálmű. A szerkezet nagyon hasonlít egy hagyományos szimmetrikus differenciálműre, azzal a különbséggel, hogy a féltengelyek egy-egy kisméretű olajszivattyút hajtanak. Azonos forgási sebességnél nem történik semmi, ám ha az egyik tengely többet forog, azon az oldalon megnő az olajnyomás, aminek következtében a kuplungtárcsák összezárnak. Ez is egy a ZF által kifejlesztett megoldás. Hatása hasonlít az előző változatéhoz, de ennél a működtetéshez már felhasználják az elektronikát és a hidraulikát is. A differenciálműbe beszerelt hidraulikus munkahengerek szorítják össze az olajlemezes tengelykapcsolókat. A blokkolásgátló rendszereknél alkalmazott kerékfordulatszám érzékelők adják a működéshez szükséges jeleket az elektronikának. A működtetés integrálható az ABS és az ASR rendszer elektronikájával.
Differencial mechanizmus mukodese
Az első sorozatbeépítése ennek a rendszernek az Audi A8 automatikus sebességváltóval szerelt összkerékhajtású változatába volt. A 90-es években a Mercedes Benz is kínálta külön tartozékként az automatikus működésű differenciálzárat (ASD). Úgy működik, hogy amikor a hajtott kerekek fordulatszáma eltér egymástól, automatikusan bekapcsol a differenciálzár, melynek zárási foka elérheti a 100%-ot is. A működtetéshez az energiát a belsőégésű motorral hajtott hidraulika szivattyú biztosította. Az elektronika elektromágneses szelep vezérlése révén juttatta el az olajnyomást a differenciálmű munkahengereihez. Nem csak nagyobb vonóerő valósul meg ezzel, hanem növekszik a gépkocsi menetstabilitása is. Toló üzemben a differenciálzár nem kapcsol be. Ezt a féklámpa kapcsoló jele alapján állapítja meg az elektronika. A bekapcsolt differenciálzárnál folyamatosan világít a műszerfalon elhelyezett ellenőrző lámpa, ami tájékoztatja a vezetőt erről az állapotról. Ez az automatikus működésű differenciálzár is az elektronika öndiagnosztikájának felügyelete alatt működik. Meghibásodás esetén folyamatosan világít az ellenőrző lámpa.
A gépkocsi hátsó futóművébe automatikusan záródó olajlemezes tengelykapcsolóval működő differenciálzárat szerelnek. A működtetéshez szükséges, az átlagos olajmennyiséget szállító hidraulikaszivattyút a belsőégésű motor hajtja. A hidraulikarendszert ezért nyomástárolóval is ellátták. Az elektromágneses szelepekkel kivezérelt olaj nyomás, a munkahenger dugattyújának segítségével szorítja egymásnak az olajban futó súrlódó lemezeket. Ezáltal akár 100%-os zárás is lehetséges. A hidraulika egységre szerelik fel az elektromágneses szelepeket. Az elektronika automatikusan hozzá kapcsolja az első kerekek hajtását is a hátsókéhoz bizonyos feltételek között. Ilyen például, ha a gépkocsi sebessége nagyobb 100 km/h -nál és a futóművek között a sebességkülönbség legalább 2 km/h. A futóművek közötti differenciálzár addig van bekapcsolva, amíg a kerekek között a fordulatszám különbség nagyobb 2% -nál. Ha induláskor kerékcsúszás lép fel, automatikusan bekapcsol a differenciálzár. Ezt az állapotot a műszerfalon az ellenőrző lámpa világítása jelzi a gépkocsivezetőnek.
A GKN Automotive Gruppe fokozatmentes, automatikus működésű elektronikusan szabályozott differenciálzárat fejlesztett ki első-, hátsó, és összkerék hajtású gépkocsikhoz. A működtetése elektro-mechanikusan, tehát villanymotorral történik. Ez mechanikus fogaskerék áttétel segítségével fejti ki a szükséges összeszorító erőt. Ezzel hat a differenciálműbe szerelt olajlemezes tengelykapcsolóra. A beépített lassító áttételen kívül egy feszítő mechanikára is szükség van, mely a forgó mozgást egyenes vonalúvá alakítja. Ez két tárcsából álló, egymáshoz képest elforduló golyósoros rámpával valósul meg. Így hozzák létre a szükségessé váló lemezeket összeszorító erőt, amely finoman szabályozható zárást tesz lehetővé. 10 A-nél kisebb áramfelvétellel kellő gyorsasággal valósulhat meg a működtetés. A megvalósított mechanikus áttétel a zárási foktól függően 1:30, 1:50 közötti. Az áram kikapcsolásakor a differenciálzár működése azonnal meg kell szűnjön, ezért egy visszaállító rugót is be kell szerelni. 8 lemezpár alkalmazásával 1600 Nm nyomatékot értek el. Ez nagy tengelyterhelésnél is lehetővé teszi a személygépkocsi differenciálművének teljes zárását. A mechanika az elektronikával kombinálva költségkímélő megoldást eredményezett. Szerkezeti kialakítását tekintve hasonló automatikus működésű differenciálzárakat alkalmaznak a VW Touareg-nél. Ez egy hosszanti motor beépítésű, állandó összkerékhajtású gépkocsi. A nyomatékot a középső homlokkerekes differenciálmű osztja szét a futóművek között fele-fele arányban. A középső- és a hátsó futóműbe szerelt differenciálművet is ellátják villanymotorral működtetett olajlemezes tengelykapcsolós differenciálzárral. A középső, villanymotorral működtetett differenciálzárat az osztóműbe szerelik be. A villanymotor nyomatékát egy közvetlenül rá szerelt bolygóműves fokozattal növelik. Körhagyó és karos áttétel hozza létre a szükséges működtető erőt, mely a nyomólap segítségével szorítja össze a súrlódó lemezeket. Az így megvalósított elektromechanikus működtetés gyors és pontos. Terepen teljes zárás is megvalósulhat. A hátsó futóműbe szerelt differenciálművet is villanymotorral működtetett olajlemezes tengelykapcsolóval látják el, mint differenciálzárral. A motor nyomatékát fogaskerék áttételekkel növelik a szükséges értékre. A differenciálzárakat az elektronika a pillanatnyi útviszonyoknak megfelelően automatikusan működteti. Általában nem valósítja meg a 100%-os zárást.
Összkerékhajtás és differenciálzár kombinációja
Az összkerékhajtás bekapcsolása a Fendt traktorban a Vario hajtómű-házába épített lamellás tengelykapcsolón keresztül történik. A kapcsolás terhelés alatt történik és kapcsolást követően 100%-ban csúszásmentes kapcsolat jön létre a traktor első és hátsó tengelye között. Az összkerékmeghajtás és differenciálműzár kapcsolása KI/BE/AUTO funkciókkal történik. A traktorfülkében nyomógombokkal választhatja ki a gépkezelő, hogy használni kívánja-e a differenciálmű zárat és/vagy az összkerékmeghajtást, és ha igen, miként!
- KI: Kikapcsolt állapot.
- BE: Függetlenül a kerékelfordulás szögétől, a sebességtől a differenciálműzár, illetve az összkerékmeghajtás bekapcsolt állapotban van és marad mindaddig, míg a traktorkezelő ki nem kapcsolja.
- AUTO: Automata funkció választásakor a lamellás differenciálműzár (hátsó, néhány széria esetében mellső is) és az összkerékmeghajtás a kormányzási szögtől, a traktor sebességétől, illetve 200-300-as szériák esetében a hátsó hárompont-függesztés helyzetétől függően automatikusan old vagy bekapcsol. Az AUTO funkció következtében, amikor csak a műszaki követelmények lehetővé teszi, a gép 4 kerékhajtással és bekapcsolt differenciálzárral üzemel.
Fendt 500-as traktorok elől Locomatik+100%-os lamellás, hátul lamellás differenciálzárral rendelkeznek. Mit jelent ez a gyakorlatban? Nehezebb munka - például szántás - és az AUTO funkció bekapcsolása esetén a hátsó kerekek biztosan hajtanak, elől pedig a LOCOMATIK differenciálműzár 100%-ban „zárásra” kerül. Ha az Ön traktorában elől csak automata differenciálműzár van, és extrémek a körülmények, akkor az automata differenciálműzárak sajátossága miatt, ha a két oldal között „túl nagy” a fordulatszám különbség (egyik áll, a másik forog), akkor az automata differenciálműzárak nem segítenek kijutni a „gödörből”. Az AUTO funkció védi a traktor szerkezeti egységeit és növeli a teljesítményt. Amikor lehet, az elektronika bekapcsolja a differenciálműzárat és az összkerékmeghajtást, ezáltal a vonóerő átvitel folyamatos és maximális lesz, javul a vonóerőátviteli hatásfok mind a négy keréken, ami kisebb szlipet, nagyobb terület teljesítményt, kevesebb üzemanyag fogyasztást, kisebb költségeket eredményez. „Odáig már eljutottunk Magyarországon is gondolkodásban, hogy a szántóföldön összkerékhajtással dolgozunk.”
Összkerékhajtási rendszerek gépjárművekben
Az ideális terepjáróban ezért három zárható differenciálmű van: egy az első tengelyen (a hajtott első bal és jobb kerék szétcsatolásához), egy a hátsó tengelyen (a hajtott hátsó bal és jobb kerék szétcsatolásához), valamint egy a két tengely között (hogy ha az első, vagy a hátsó tengelyeken különböző méretű, tapadású gumik vannak, akkor se törjön el a kihajtás). Amikor pedig valamelyik kerék megcsúszik, a megfelelő differenciált egy karral zárhatjuk akár az egészet is. Az épített spéci gépek mellett az egyetlen szériagép, amely ezt tudta hajdanán, a korai Mercedes-Benz G osztály volt. Azóta költségtakarékossági okokból mindenki azon van, hogy elspórolja a zárható diffiket. Az osztóművet legyártani ugyanis drága, állandó összkerékhajtás mellett megdobja a fogyasztást, rontja a dinamikát, növeli a tömeget és a zajt.
Azért létezik hát olyan sokféle összkerekes hajtáslánc, mert a gyártók keresik az ideális kompromisszumot a jó mindennapi használhatóság, a kiváló terepképesség, az elfogadható fogyasztás és a vevőnek még épp beadható vételár között. Az összkerékhajtásos rendszer szinte mindig arról szól, hogy az első és a hátsó tengelyek között hogyan jön létre a kapcsolat. Erre két konzervatív módszer létezik, és néhány alternatív. Az egyik szisztémánál csak a hátsó (ritkábban az első) kerekek viszik az autót, amíg valamelyik meg nem csúszik, a másiknál állandó az összkerékhajtás.
Kapcsolható 4x4 hajtások
A kapcsolható 4x4-es hajtások legprimitívebb verziója az, amelyikben nincsen középen differenciálmű. Ilyen volt kamaszkorunk Arója: alapvetően hátsókerekes kisteherautó, amelynél egy váltó mellett meredező kar segítségével körmös kapcsoló rögzítheti a hátsó hajtást az elsőhöz. Az ilyet kizárólag laza talajon szabad bekapcsolni, mert aszfalton, betonon úgy összefeszül az egész miskulancia, hogy először lelassul a gépsárkány, majd valami eltörik a váltóban. Aki idejében eszmél, hosszas tolatással fel tudja lazítani annyira a hajtásláncot, hogy a kis kar kivehető lesz 4WD-ből. A jól kivitelezett kapcsolható rendszerben viszont központi differenciálművet működtet a kar (Mitsubishi Pajero, Pajero Pinin nagy motorral), itt csak a fogyasztáscsökkenés érdekét szolgálja, hogy az első hajtás leválasztható, viszont bekapcsolva sem feszül meg semmi. Gond, hogy drága és nehéz a beépített holmi. Félig-meddig ebbe a tárgykörbe tartozik a tengelykapcsolóval záródó hajtás is. A kocsi épp' csak addig összkerékhajtásos, amíg az állandóan hajtott kerekek tapadni nem kezdenek, onnantól ismét a kétkerék-hajtás játszik. A rendszer előnye, hogy egészen jól megbirkózik a legtöbb gonosz terepfajtával, de mivel az elektromechanikus elven működő megoldásnak időre van szüksége, hogy felismerje a kipörgés tényét (a kerekeknél ez kb. negyed-fél fordulatban mérhető), komoly elakadásnál csak a Zetor, vagy a bütykösgumis, Pannónia-motoros csettegő segít.
Állandó összkerékhajtások és elektronikus segédrendszerek
Ezzel a kvázi állandó összkerékhajtással eljutottunk a valódi állandó összkerekes csoporthoz - de a sorrend alapján nehogy bárki azt gondolja, hogy a konstans 4x4 jobb a kapcsolhatónál. Mondjuk általában igen, de csak az igényesebbike. A korrekt állandó összkerékhajtási rendszerben középen hagyományos osztómű van. A legegyszerűbb a Subaru, marketinges szlogennel "szimmetrikus" hajtáslánca, ami nem más, mint egy pofonegyszerű központi diffi, amelyikből elspóroltak mindenféle zárási trükköt. Ugyanez persze létezik elektronikus, aktív vezérléssel is, amelyiknél állítható, mekkora nyomaték jusson az első és a hátsó tengelyekre. Parasztosabb, de fél évszázada bevált megoldás a Land Rover-féle, szorult esetben karral zárható központi differenciálmű, amellyel csak akkor van gond, ha a kocsi kerekei átlóban pörögnek ki. Igaz, a Defender például megrendelhető zárható hátsó diffivel is, amelynél csak a három zárható diffis Mercedes G osztály a jobb. Egyébként ilyen zárható központi differenciálmű van a Lada Nivában, a Mercedes ML-ben, a Volkswagen Touaregben is.
Ezeket a központi diffis szisztémákat szokás kiegészíteni manapság zógenante elektronikus differenciálzárral, amely úgy működik, hogy az ESP jeladója érzékeli, hogy kipörgött valamelyik kerék, s azt a fékkel egyedileg megfogja. A szép technikai megoldásokat kedvelők sugárban hánynak az ilyen bitbuziságba hajló megoldástól, de sajnos működik. Az ESP elektronika is megkapja az erre vonatkozó jelet. A differenciálzárakat az elektronika a pillanatnyi útviszonyoknak megfelelően automatikusan működteti. Általában nem valósítja meg a 100%-os zárást. A differenciálzárat működtető-, az összkerék hajtás-, és az ESP elektronikák között a CAN hálózaton keresztül folyamatos kommunikáció valósul meg.
Alternatív hajtásmegoldások
A végére ígértem az alternatív megoldásokat. Ilyenek voltak régebben például a kétmotoros autók. Az Alfa készített egy kétszer nyolchengeres, Bimotore nevű versenyszörnyeteget a harmincas években, de a műfaj talán leghíresebb képviselője a néhány ezres példányszámban legyártott Citroën 2CV Sahara, a kétmotoros Kacsa, amely sikerrel küzdi le a sivatagi homokot is, bár megbízhatóság, menetdinamika, árérzékenység, fogyasztás vonalán súlyos hendikepjei mutatkoznak. Mai, korrektül kivitelezett megfelelője a Lexus RX400h, amely alapvetően elsőkerék-hajtásos (ide hat a kombinált benzin-elektromotoros hibrid hajtás), de gyorsításnál, elakadáskor a hátsó kerekek is bekapcsolódnak a mozgatásba egy külön villanymotor segítségével.
tags: #kapcsolhato #differencialmu #attetel