A Hyundai SantaFe erőátviteli rendszere

A rendszer az optimális meghajtási teljesítmény elérése érdekében az útviszonyoknak és a vezetési körülményeknek megfelelően osztja el a hajtóerőt az első és a hátsó kerekek között. A különböző érzékelőktől kapott jelek alapján a 4WD vezérlőegység meghatározza az útfelületet és a vezetési körülményeket és ezekhez igazítja a 4WD tengelykapcsoló szorítóerejét, így szabályozva a hátsó kerekek által átadott hajtóerőt. A rendszer a fékrendszerrel (ABS, ESP) való kölcsönös együttműködés révén optimális vezetési teljesítményt biztosít.

A rendszer felépítése ➊

A meghajtó nyomaték a motortól/sebességváltótól az osztóműnek adódik át, majd a kardántengelyen keresztül eljut a hátsó differenciálműhöz. A hajtóerő elosztását a 4WD vezérlőegység és a tengelykapcsoló szabályozza. A vezérlőegység a CAN-hálózathoz van csatlakoztatva. A több vezérlőegységtől származó számos, a vezetési körülményekkel kapcsolatos információ alapján kiszámítja a 4WD tengelykapcsoló megfelelő vezérlőjelét. A 4WD tengelykapcsoló működtetése hidraulikusan történik. A szükséges hidraulikus nyomást a szivattyú állítja elő. A DEHA vezérlőegység változó kitöltési tényezőjű négyszögjellel (PWM) vezérli a szivattyúmotort.

➊ A rendszer felépítése

Elvileg a vezérlőegységnek az a feladata, hogy egy vezetési helyzetet biztosan megelőzzön: az első kerekek megcsúszását. Ha ez megtörténne, a 4WD tengelykapcsolóra rendkívül nagy terhelés hatna, ami a tönkremeneteléhez vezethetne. Ezért a gázpedál-, vagy fojtószelephelyzet (APS vagy TPS) az egyik legfontosabb információ. Amikor a vezető gyorsít, megnő a hidraulikus szivattyú vezérlésére használt PWA jel kitöltési tényezője. Ez garantálja a hajtott tengelyek közötti egyenletes nyomatékelosztást. Ezen kívül, a számításhoz a vezérlőegység más jeleket is figyelembe vesz. Ilyen jelek a kormánykerék-szöghelyzet (SAS), a kerékfordulatszámok, a járműsebesség, a bekapcsolt sebességfokozat, a motorfordulatszám és a motornyomaték. Így meg lehet akadályozni, hogy éles kanyarokban befeszüljön az erőátviteli rendszer, vagy magas fokozatban való „tempós” haladás esetén a motornyomaték kizárólag az első kerekek felé adódjon át. Így alacsonyabb az üzemanyag-fogyasztás és kisebb a vibráció, illetve a zaj.

A 4WD működése ➋

➋ A 4WD működése

– Normál vezetés során a motornyomaték legnagyobb része az első kerekekre jut. Amíg a kerékfordulatszám-érzékelők semmilyen csúszást nem érzékelnek az első és a hátsó tengely között és a vezető nem nyomja le úgy a gázpedált, amely alapján várható az első kerekek kipörgése, a 4WD tengelykapcsoló nem működik, vagyis nem jut nyomaték a hátsó kerekekre.

– Kanyarodáskor a hátsó kerekek kisebb kanyarodási sugár mentén kanyarodnak, mint az első tengely. A tengelyek közötti fix kapcsolat az erőátviteli rendszer befeszülését okozná, ami nagyobb zajjal és nagyobb gördülési ellenállással járna. Emiatt a nyomatékelosztás vezérlése kanyarban speciális, lehetővé tesz egy bizonyos csúszást a 4WD tengelykapcsolón belül. Ehhez fontos információ a járműsebesség, a kormánykerék-szöghelyzet (SAS) és a gázpedál- vagy fojtószelephelyzet (APS vagy TPS).

➌ A DEHA és a EMC összehasonlítása

– A kerekek kipörögnek, ha a meghajtó nyomaték nagyobb, mint a maximális súrlódási erő. Szélsőséges esetben ez a kerekek ellenőrizetlen kipörgéséhez vezet. Összkerékhajtású gépkocsiknál ezt nagyon egyszerű megelőzni. A 4WD tengelykapcsoló működtetésével a meghajtó nyomatékot fokozatmentesen lehet növelni a hátsó tengely javára, így akár 50:50%-os nyomatékelosztást is el lehet érni az első és a hátsó tengely között. A nyomatékelosztás révén a kipörgő kerékre ható nyomaték felesleges része a többi kerék felé adódik át, és a megmaradó nyomaték már a súrlódási erő alatt marad. Így a kipörgési hajlam megszűnik és a kerék újra képes arra, hogy erőt vigyen át a talajra. A 4 kerékfordulatszám-érzékelő jele nagyon fontos a kipörgés felügyeletéhez.

– A vezető rendelkezésére áll egy LOCK gomb, mellyel fix 50:50%-os nyomatékelosztást tud létrehozni a két tengely között. Ez a LOCK mód addig aktív, amíg a járműsebesség meg nem haladja a 
40 km/h-t. Ennél nagyobb sebességnél a LOCK mód kikapcsol. Ha a járműsebesség újra 40 km/h alá csökken, a LOCK mód újra aktiválódik. A LOCK mód a LOCK gomb újbóli megnyomásáig aktív marad. Ebben a módban a szűk kanyarok bevétele során egyáltalán nem lehet érezni a hajtáslánc befeszülését. Ilyen vezetési helyzetekben a rendszer kismértékű csúszást engedélyez a 4WD tengelykapcsolón belül (intelligens összezárás).

Jellemzők

Az érzékelőktől kapott valós idejű adatok alapján a 4WD vezérlőegység az útviszonyoktól és a vezetési körülményektől függően a 4WD tengelykapcsoló egységbe épített egyenáramú motor (és a beépített hidraulikus szivattyú) négyszögjellel történő vezérlésével szabályozza az első és a hátsó kerekekre ható nyomatékot. A rendszer jellemzője, hogy a stabil meghajtási teljesítmény érdekében kezeli az éles kanyarodás során keletkező fékező hatást és a hajtáslánc befeszülését.

A DM modelleken alkalmazott rendszer gyártója a koreai WIA MAGNA. A modell neve DEHA (Direct Electro-Hydraulic Actuator – közvetlen elektrohidraulikus működtetőelem) tengelykapcsoló egység. A korábbi modelleknél „JTEKT” márkájú ITCC (Intelligens nyomatékvezérelt tengelykapcsoló) egységet alkalmaztak. A tengelykapcsolóban Shell TF0870 típusú speciális, ultra alacsony viszkozitású kenőanyag van, de az egység karbantartásmentes, időszakos cseréjére nincs szükség. A DEHA tengelykapcsoló egység nem javítható, ezért meghibásodás esetén kompletten kell cserélni.

A DEHA és a EMC összehasonlítása ➌

A DM modellben DEHA (közvetlen elektrohidraulikus működtetőelem) típusú 4WD tengelykapcsolót alkalmaznak. Az előző rendszerhez képest az a különbség, hogy a 4WD vezérlőegység a korábbi elektromágnes helyett egy egyenáramú motor áramerősségének szabályozásával olajnyomást szabályoz. A fejlettebb vezérlési logikán kívül ez jelenti a fő eltérést.

➍ Hátsó nyomatékátviteli egység. Tengelykapcsoló (bal oldal) és hátsó differenciálmű (jobb oldal)

Osztómű ➍

A 4WD rendszer két differenciálművel rendelkezik, az egyik az első, a másik a hátsó kerekek számára. Az első kerekeké a sebességváltóba van beépítve, a hátsó kerekeké pedig az elektrohidraulikus tengelykapcsolóhoz van csatlakoztatva. A DM modellnél kompakt, egy tengelyes hátsó nyomatékátviteli egységet alkalmaznak.

1. Osztóműolaj

– Előírt olaj: Hypoid sebességváltó-olaj, SAE 75W/90, API GL-5, SHELL SPRAX X.

– Mennyiség: 0,6 liter.

– Karbantartás: Az osztóműolajat 4 évente vagy 60 000 kilométerenként ellenőrizni kell és szükség esetén be kell állítani a szintjét.

– Nem szükséges cserélni. (Fokozott igénybevétel esetén 120 000 kilométerenként cserélendő.)

2. Hátsódifferenciálmű-olaj

– Előírt olaj: Hypoid sebességváltó-olaj, SAE 75W/90, API GL-5, SHELL SPRAX X.

– Mennyiség: 0,485 liter (tengelykapcsoló), 0,53 liter (hátsó differenciálmű).

– Karbantartás: Az olajat 4 évente vagy 
60 000 kilométerenként ellenőrizni kell és szükség esetén be kell állítani a szintjét.

– Az olajat az olajbetöltő nyíláson keresztül kell betölteni (a hátsó differenciálmű-házon).

– Nem szükséges cserélni. (Fokozott igénybevétel esetén 120 000 kilométerenként cserélendő).

Tengelykapcsoló-egység ➎

A legfontosabb belső elemek

1. Hidraulikus szivattyú: Egyenáramú motor működteti.

2. Szellőztetőszelep/nyomáskorlátozó szelep: Megakadályozza a habképződést és szükség esetén összeköti a hidraulikus szivattyú nagynyomású oldalát a kisnyomású oldalával.

3. Bemeneti tengely és meghajtótárcsa

4. Hidraulikus dugattyú: Az olajnyomás a hidraulikus dugattyúra hat, mely összenyomja a tengelykapcsoló-tárcsákat.

5. Tengelykapcsoló-egység: Összekapcsolja a tengelykapcsoló-egység bemeneti és kimeneti tengelyét.

6. Szimmering: Megakadályozza, hogy az olaj kifolyjon.

7. Kimeneti tengely

➎ Tengelykapcsoló-egység

Nem látható: Az olajnyomás-érzékelő!

A működtetőelem egy motort és egy fogaskerék-szivattyút tartalmaz, mely előállítja a hidraulikus nyomást. (Motor típusa: egyenáramú motor; vezérlőfeszültség: 12 V; vezérlőáram: max. 15 A; szivattyú típusa: fogaskerék-szivattyú).

A tengelykapcsoló pontos vezérlése érdekében a nyomásérzékelő felügyeli a létrehozott nyomást és ezáltal a tengelyek közötti nyomatékelosztást. (Érzékelő típusa: félvezetős; bemeneti feszültség: 5 V; kimeneti feszültség: 0,5–4,5 V)

➏ Tengelykapcsoló egység

A tengelykapcsoló működése ➏

1. Menet közben a vezérlőegység számos érzékelő jelét kapja meg a CAN-hálózaton keresztül.

2. A 4WD vezérlőegység kiszámítja a szükséges hajtóerőt és ez alapján működteti a működtetőelemet (elektromotor + hidraulikus szivattyú).

3. A működtetőelem által előállított hidraulikus nyomás mozgatja a dugattyút.

4. A dugattyú mozgása hozza létre a tengelykapcsolók összezárásához a súrlódást.

5. A motornyomaték továbbadódik a hátsó kerekek felé.

A 4WD vezérlőegység megkapja a bemeneti információkat (kerékfordulatszámok, gázpedál-helyzet, kormánykerék-szöghelyzet stb.). Az első és a hátsó kerekek közötti nyomatékelosztáshoz a 4WD tengelykapcsolót a kapott információknak, valamint az útviszonyoknak és a vezetési körülményeknek megfelelően működteti.

Ha a vezető megnyomja a LOCK mód gombját, az első és a hátsó kerekek közötti nyomatékelosztás fixen 50:50%.

40 km/h feletti járműsebességnél a rendszer automatikusan átvált AUTO módba, majd újra visszatér LOCK módba, ha a járműsebesség 40 km/h alá csökken.

Hajtóerő elosztása

AUTO mód (100:0 – 50:50)

A hajtóerő elosztása az első és a hátsó kerekek között. Az első és a hátsó kerekek közötti nyomatékelosztást a 4WD vezérlőegység folyamatosan szabályozza az útviszonyoknak és a vezetési körülményeknek megfelelően (pl. erőteljes gyorsítás, kanyarodás stb...)

LOCK mód (50:50)

Ez az üzemmód a homokos, saras, havas és tócsás utak leküzdésére való. Bekapcsolt LOCK mód esetén az első és a hátsó kerekek közötti 50:50%-os nyomatékelosztással minimalizálja az első és a hátsó kerekek közötti csúszást.

A kanyarodás során keletkező fékező hatás elkerülése érdekében a vezérlőegység a kanyarodási szög alapján szabályozza a hajtóerőt. Ezen kívül a járműsebesség is korlátozva van. (A LOCK mód 40 km/h feletti sebességnél kikapcsol).

LOCK kapcsoló és visszajelzőlámpák ➐

Ha a vezető megnyomja a LOCK mód gombját, a műszercsoporton felgyullad a 4WD LOCK visszajelzőlámpa. A 4WD vezérlőegység ekkor úgy vezérli a tengelykapcsolót, hogy az első és a hátsó kerekek közötti nyomatékeloszlás fixen 50:50% legyen. A LOCK mód gombja arra szolgál, hogy a vezető szükség esetén maximalizálhassa a gépkocsi hajtóerejét például egyenetlen talajon, földúton, meredek emelkedőn, homokos vagy saras úton stb.

➐ LOCK kapcsoló és visszajelzőlámpák

Ha a jármű sebessége 40 km/h feletti, a rendszer védelme és a vezethetőség növelése érdekében a LOCK mód kikapcsol és átvált AUTO módra (a műszercsoporton továbbra is világít a visszajelzőlámpa). Ha a járműsebesség újra 40 km/h alá csökken, a rendszer visszavált LOCK módra.

Az AUTO mód a normál körülmények közötti kétkerékhajtáshoz hasonló, de amikor a rendszer megállapítja, hogy szükség van az összkerékhajtásra, a vezérlőegység a vezető beavatkozása nélkül automatikusan szabályozza az első és a hátsó kerekek közötti nyomatékelosztást, vagyis a motor ereje ideális arányban oszlik meg az első és a hátsó kerekek között.

A visszajelzőlámpák vezérlése:

1. A 4WD rendszer meghibásodása esetén a 4WD visszajelzőlámpa villog a műszercsoporton.

2. Ha a vezető bekapcsolja a 4WD LOCK módot, a műszercsoporton világít a 4WD LOCK mód visszajelzőlámpája.

3. AUTO módban a műszercsoporton egyik visszajelzőlámpa sem világít.

4. A 4WD vezérlőegység és a műszercsoport egymással a CAN-hálózaton keresztül kommunikálnak egymással.

Bemenetek és kimenetek ➑

Az összkerékhajtású gépkocsi számos táplálás-elosztási feltétellel rendelkezik a vezetési körülményektől és az útburkolattól függően. A járműsebesség-információt az ABS/ESC egységtől kapja a CAN-hálózaton keresztül. A korábbi modelleknél a kormánykerék-szöghelyzet értékét a vezérlőegység a kerékfordulatszám-érzékelők jele alapján számította ki. Azonban a DM modellnél a kormánykerék-szöghelyzet jelet az ESC vezérlőegységtől kapja. Szintén a CAN-hálózaton keresztül érkeznek a gázpedálhelyzet (APS), a motornyomaték, az ABS/ESC működés, a bekapcsolt sebességfokozat stb. információi, illetve a CAN-hálózaton keresztül történik a hidraulikus motor, a hibajelzőlámpa, és visszajelzőlámpa vezérlése, valamint a diagnosztikai berendezéssel való kommunikáció is.

➑ Bemenetek és kimenetek

A normál sebességgel normál úton való közlekedés során a rendszer kétkerékhajtású gépkocsiként viselkedik. A vezetési körülmények alapján (pl. hirtelen elindulás, kanyarodás, kis tapadású út stb.) a 4WD vezérlőegység a különböző érzékelők jeleit felhasználva meghatározza az első és a hátsó kerekek közötti hajtóerő-elosztást. A négyszögjeles vezérléssel szabályozza a hidraulikus motor áramerősségét, hogy ezáltal az adott vezetési körülmények között optimális nyomatékot adja át a hátsó kerekeknek. A kormánykerékszöghelyzet-érzékelő meghibásodása esetén a vezérlőegység a kerékfordulatszám-érzékelők jeleit használja a gépkocsi kanyarodásának érzékelésére és megakadályozza az éles kanyarodáskor fellépő fékezés jelenségét.

Nyomásérzékelő ➒

A 4WD vezérlőegység az olajnyomás növelése érdekében vezérli a működtetőelemet. Az olajnyomás összenyomja a tengelykapcsoló-tárcsákat és a hátsó kerekek felé továbbítja a motor nyomatékát. A nyomaték értéke a nyomásnak megfelelően változik. A pontos szabályozás érdekében a nyomásérzékelő visszajelzést ad a vezérlőegységnek az előállított nyomásról.

⓫ Kezelésre vonatkozó figyelmeztetések

Karbantartás-kalibrálás

A tengelykapcsoló-egység vagy a vezérlőegység cseréje után a GDS diagnosztikai berendezéssel a járműszoftver kezelés menüben el kell végezni a kalibrálást ➓ (idő alaphelyzetbe állítása és regisztrálás).

Működtetés vizsgálata:

1. Az egyenáramú motor vezérlése a motor működésének ellenőrzése érdekében.

Ha aktív a vezérlés

– Max. nyomás: kb. 20.50 bar

– Nyomaték: kb. 1240 Nm

– Tengelykapcsoló kitöltési aránya: kb. 36%

2. Figyelmeztető lámpa teszt: LOCK mód kapcsoló, 4WD működést jelző lámpa

Kezelésre vonatkozó figyelmeztetések ⓫

– Ügyeljen arra, hogy a tengelykapcsoló mindig vízszintes helyzetben legyen! Ha a szellőzőnyílás nem vízszintes helyzetben van, azon keresztül kifolyhat az olaj. Ezért a tengelykapcsoló le- és felszerelése, illetve cseréje esetén erre ügyelni kell. Mielőtt összeszereli az új tengelykapcsolót a hátsó differenciálművel, feltétlenül távolítsa el a műanyag zárókupakot (nincs vizsgálat, csak csatlakoztatás) függetlenül attól, hogy csatlakoztatta-e már a tengelykapcsoló-egységet, azt mindig a megfelelő szintben tartsa (lásd a címkén lévő figyelmeztető utasításokat).

– Nem kell ellenőrizni, utántölteni vagy cserélni a tengelykapcsoló-egység olaját! A gyárban az új egységeket az előírt olajjal töltik fel (ultra alacsony viszkozitású ATF Shell TF0870 automataváltóolaj). Ez a speciális olaj sem ellenőrzést, sem cserét nem igényel. Nincs olajleeresztő és -feltöltő nyílás (az egység teljesen tömített).

– Zsírozza be a tengelykapcsoló hornyait! A tengelykapcsoló hátsó differenciálművel történő összeszerelés előtt enyhén zsírozza be extrém nagy nyomásnak ellenálló molibdén-diszulfid tartalmú zsírral a tengelykapcsoló csatlakozóhüvelyének belsejét.

A tengelykapcsoló egység és a hátsó differenciálmű összeszerelésekor különös odafigyeléssel járjon el. Rendkívül nagy figyelmet kell fordítani arra, hogy ne sérüljön meg a szimmering a tengelykapcsoló-egység és a hátsó differenciálmű összeszerelésekor.

➓ Kalibrálás